專利名稱：利用微生物發(fā)酵制備鼠李糖脂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用發(fā)酵合成所需的化合物的方法，特別是指一種利用 微生物發(fā)酵制備鼠李糖脂的方法。
背景技術(shù)：
鼠李糖脂作為生物表面活性劑，其制備主要包括斜面菌種的制備、搖瓶 種子液的制備、將種子液接入發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵等工藝步驟，上述現(xiàn)有技
術(shù)由于采用成本較高的原料作為發(fā)酵培養(yǎng)基的主要碳源，生產(chǎn)成本較高；同
時(shí)由于工藝設(shè)計(jì)的不合理，存在著產(chǎn)品得率低(鼠李糖脂的濃度為30 g /L)
的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用微生物發(fā)酵制備鼠李糖脂的方法，利用 以葵子油和廢糖蜜作為二級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基的碳源，并優(yōu)化了 生產(chǎn)工藝，使生產(chǎn)成本大大降低，產(chǎn)品得率高。
本發(fā)明的整體生產(chǎn)工藝是
利用微生物發(fā)酵制備鼠李糖脂的方法，包括下列工藝步驟
A、 將原始菌種制成斜面菌種；
B、 將步驟A中的斜面菌種經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)制成種子液；
C、 將步驟B中制備的種子液按種子液發(fā)酵培養(yǎng)基為8%-10%的接種量接 入發(fā)酵培養(yǎng)基接入發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵，其中發(fā)酵培養(yǎng)基包括下列質(zhì)量份數(shù) 的組分
葵子油1. 0-2. 0 廢糖蜜1. 0-2. 0 硫酸銨0. 2-0. 3 尿素0. 2-0. 3 磷酸氫二鈉0. 2-0. 3磷酸二氫鉀0. 1-0. 2
發(fā)酵培養(yǎng)基的初始PH為7.0-7.2,發(fā)酵條件為溫度32°C-36°C，發(fā)酵周 期為60-75小時(shí)，通風(fēng)量0. 2-0. 6vvm，在發(fā)酵進(jìn)行到6-50小時(shí)補(bǔ)入葵子油、
尿素并調(diào)整通風(fēng)量；
原始菌種銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa )。 本發(fā)明的具體工藝條件和工藝配比是
步驟A中斜面菌種的制備過程中的培養(yǎng)基含有如下質(zhì)量份數(shù)的組分葡萄糖l-2 蛋白胨O. 2-0.4
酵母膏0. 2-0. 3 瓊脂2-2. 5 培養(yǎng)基的pH7. 0-7. 2。
步驟B中的擴(kuò)大培養(yǎng)包括搖瓶種子制備、 一級(jí)種子制備和二級(jí)種子制備， 將斜面菌種接入搖瓶擴(kuò)大培養(yǎng)基經(jīng)發(fā)酵制成搖瓶搖瓶種子，將搖瓶種子接入 一級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)的培養(yǎng)基經(jīng)發(fā)酵制成一級(jí)種子，將一級(jí)種子接入二級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng) 基經(jīng)發(fā)酵制成二級(jí)種子；搖瓶擴(kuò)大培養(yǎng)基含有如下質(zhì)量份數(shù)的組分
葡萄糖l-2硝酸鈉O. 4-0. 7 酵母膏O. 1-0. 3蛋白胨O. 15-0. 3 搖瓶擴(kuò)大培養(yǎng)基的PH7. 0-7. 3,接種量為斜面菌種培養(yǎng)基=1 : 200,培 養(yǎng)溫度32°C-36°C,轉(zhuǎn)速200-250轉(zhuǎn)/分鐘，發(fā)酵周期20-25小時(shí)。
所述的一級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)中的培養(yǎng)基包括下列質(zhì)量份數(shù)的組分 液體石蠟1.0-2.0葡萄糖l. 0-2. 0硝酸鈉O. 7-0. 9 硫酸銨0.1-0. 2 尿素0.1-0. 3酵母膏0. 01-0. 02 一級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)的培養(yǎng)基pH為7.0-7.2,接種量為搖瓶種子 一級(jí)擴(kuò)大培
養(yǎng)的培養(yǎng)基為=1 : 100，培養(yǎng)條件為溫度32°C-36X:，培養(yǎng)周期為24-26小時(shí)，
通風(fēng)量為0. 2-0. 35vvm, OD值為2. 2-2. 6時(shí)移種。
所述的二級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)中的培養(yǎng)基包括下列質(zhì)量份數(shù)的組分 葵子油l. 0-2. 0廢糖蜜1.0-2. 0硝酸鈉O. 6-0. 8 硫酸銨0. 2-0. 3尿素0. 2-0. 4 酵母奮0. 01-0. 02 二級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)的培養(yǎng)基pH為7.0-7.2,接種量為一級(jí)種子二級(jí)擴(kuò)大培
養(yǎng)的培養(yǎng)基為=8-10 : 100，培養(yǎng)條件為溫度32°C-36°C，培養(yǎng)周期為10-15小
時(shí)，通風(fēng)量為0.4-0. 6vvm, OD值為2. 8-3. 2時(shí)移種。
所述的在發(fā)酵進(jìn)行到6-50小時(shí)補(bǔ)入葵子油、尿素并調(diào)整通風(fēng)量具體包括
如下工藝步驟
發(fā)酵6-14小時(shí)補(bǔ)葵子油0. 5-1. 0%、尿素0. 1-0. 2%,通風(fēng)量0. 4-0. 6vvm; 發(fā)酵14-28小時(shí)補(bǔ)入葵子油0. 5-1. 0%、尿素0. 1-0. 2°/ ,通風(fēng)量0. 3-0. 4vvm; 周期28-36小時(shí)補(bǔ)入葵子油2. 0-3. 0%,通風(fēng)量0. 2-0. 3vvm;發(fā)酵36-50小時(shí) 補(bǔ)入葵子油0. 5-1. 0%;通風(fēng)量0. 4-0. 6vvm;發(fā)酵50-75小時(shí)之間的通風(fēng)量為 0.4-0. 6vvm;以上補(bǔ)入葵子油、尿素的百分含量為質(zhì)量百分含量。本發(fā)明所取得的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的技術(shù)進(jìn)步
本發(fā)明的工藝設(shè)計(jì)合理，易于實(shí)現(xiàn)，同時(shí)生產(chǎn)過程也是一個(gè)環(huán)境凈化、 變廢為寶的過程。由于采用葵子油和廢糖蜜作為二級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)的培養(yǎng)基和發(fā) 酵培養(yǎng)基的碳源，生產(chǎn)成本大大降低，通過優(yōu)化和改進(jìn)生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品得率
高，經(jīng)檢測，發(fā)酵終了時(shí)鼠李糖脂的濃度為46-55 g /L。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述 本實(shí)施例的整體工藝步驟如下
利用微生物發(fā)酵制備鼠李糖脂的方法，包括下列工藝步驟
A、 將原始菌種制成斜面菌種；
B、 將步驟A中的斜面菌種經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)制成種子液；
C、 將步驟B中制備的種子液按種子液發(fā)酵培養(yǎng)基為8%-10%的接種量接 入發(fā)酵培養(yǎng)基接入發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵，其中發(fā)酵培養(yǎng)基包括下列質(zhì)量份數(shù) 的組分
葵子油1..5廢糖蜜1.8硫酸銨0.26 尿素0.24 磷酸氫二鈉0. 23磷酸二氫鉀0. 14
發(fā)酵培養(yǎng)基的初始PH為7. 0-7. 2,發(fā)酵條件為溫度35°C，發(fā)酵周期為66 小時(shí)，通風(fēng)量0. 2-0. 6vvm，在發(fā)酵進(jìn)行到6-50小時(shí)補(bǔ)入葵子油、尿素并調(diào)整 通風(fēng)量；
原始菌種銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa )。 本實(shí)施例的具體工藝條件和工藝配比是
步驟A中斜面菌種的制備過程中的培養(yǎng)基含有如下質(zhì)量份數(shù)的組分 葡萄糖1.5 蛋白胨0.26 酵母膏0.23 瓊脂2.2
培養(yǎng)基的pH7. 0-7. 2。
步驟B中的擴(kuò)大培養(yǎng)包括搖瓶種子制備、 一級(jí)種子制備和二級(jí)種子制備， 將斜面菌種接入搖瓶擴(kuò)大培養(yǎng)基經(jīng)發(fā)酵制成搖瓶搖瓶種子，將搖瓶種子接入 一級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)的培養(yǎng)基經(jīng)發(fā)酵制成一級(jí)種子，將一級(jí)種子接入二級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng) 基經(jīng)發(fā)酵制成二級(jí)種子；搖瓶擴(kuò)大培養(yǎng)基含有如下質(zhì)量份數(shù)的組分葡萄糖l. 7硝酸鈉O. 5 酵母膏0.2蛋白胨O. 2
搖瓶擴(kuò)大培養(yǎng)基的pH7. 0-7. 3,接種量為斜面菌種培養(yǎng)基=1 : 200，培
養(yǎng)溫度33'C,轉(zhuǎn)速200-250轉(zhuǎn)/分鐘，發(fā)酵周期23小時(shí)。
所述的一級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)中的培養(yǎng)基包括下列質(zhì)量份數(shù)的組分 液體石蠟l. 7葡萄糖l. 3硝酸鈉O. 76 硫酸銨O. 12 尿素O. 18 酵母膏0.015
一級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)的培養(yǎng)基pH為7.0-7.2，接種量為搖瓶種子 一級(jí)擴(kuò)大培 養(yǎng)的培養(yǎng)基為=1 : 100，培養(yǎng)條件為溫度32。C，培養(yǎng)周期為24-26小時(shí)，通風(fēng) 量為0. 3vvm， OD值為2. 2-2. 6時(shí)移種。
所述的二級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)中的培養(yǎng)基包括下列質(zhì)量份數(shù)的組分 葵子油1.2 廢糖蜜1.2 硝酸鈉0.66 硫酸銨O. 23尿素0，24 酵母膏0.017
二級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)的培養(yǎng)基pH為7.0-7.2,接種量為一級(jí)種子二級(jí)擴(kuò)大培 養(yǎng)的培養(yǎng)基為=8 : 100，培養(yǎng)條件為溫度35匸，培養(yǎng)周期為13小時(shí)，通風(fēng)量 為0. 4-0. 6vvm， OD值為2. 8-3. 2時(shí)移種。
所述的在發(fā)酵進(jìn)行到6-50小時(shí)補(bǔ)入葵子油、尿素并調(diào)整通風(fēng)量具體包括 如下工藝步驟
發(fā)酵6-14小時(shí)補(bǔ)葵子油0.8%、尿素0.15%,通風(fēng)量0. 4-0.6vvm;發(fā)酵 14-28小時(shí)補(bǔ)入葵子油0.7%、尿素0.18%,通風(fēng)量0.3-0. 4vvm;周期28-36 小時(shí)補(bǔ)入葵子油2. 8%,通風(fēng)量0. 26vvm;發(fā)酵36-50小時(shí)補(bǔ)入葵子油0. 58%; 通風(fēng)量O. 46vvm;發(fā)酵50-75小時(shí)之間的通風(fēng)量為0. 4-0. 6vvm;以上補(bǔ)入葵 子油、尿素的百分含量為質(zhì)量百分含量。
權(quán)利要求
1、利用微生物發(fā)酵制備鼠李糖脂的方法，其特征在于包括下列工藝步驟A、將原始菌種制成斜面菌種；B、將步驟A中的斜面菌種經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)制成種子液；C、將步驟B中制備的種子液按種子液∶發(fā)酵培養(yǎng)基為8％-10％的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基接入發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵，制成含鼠李糖脂的發(fā)酵液，其中發(fā)酵培養(yǎng)基包括下列質(zhì)量份數(shù)的組分葵子油1.0-2.0 廢糖蜜1.0-2.0 硫酸銨0.2-0.3尿素0.2-0.3磷酸氫二鈉0.2-0.3 磷酸二氫鉀0.1-0.2發(fā)酵培養(yǎng)基的初始pH為7.0-7.2，發(fā)酵條件為溫度32℃-36℃，發(fā)酵周期為60-75小時(shí)，通風(fēng)量0.2-0.6vvm，在發(fā)酵進(jìn)行到6-50小時(shí)補(bǔ)入葵子油、尿素并調(diào)整通風(fēng)量；原始菌種選用銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用微生物發(fā)酵制備鼠李糖脂的方法，其特征 在于所述的步驟A中斜面菌種的制備過程中的培養(yǎng)基含有如下質(zhì)量份數(shù)的組 分葡萄糖1-2 蛋白胨0.2-0. 4酵母膏0. 2-0. 3 瓊脂2-2. 5 培養(yǎng)基的pH7. 0-7. 2。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用微生物發(fā)酵制備鼠李糖脂的方法，其特征 在于所述的步驟B中的擴(kuò)大培養(yǎng)包括搖瓶種子制備、 一級(jí)種子制備和二級(jí)種 子制備，將斜面菌種接入搖瓶擴(kuò)大培養(yǎng)基經(jīng)發(fā)酵制成搖瓶搖瓶種子，將搖瓶 種子接入一級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)的培養(yǎng)基經(jīng)發(fā)酵制成一級(jí)種子，將一級(jí)種子接入二級(jí) 擴(kuò)大培養(yǎng)基經(jīng)發(fā)酵制成二級(jí)種子；搖瓶擴(kuò)大培養(yǎng)基含有如下質(zhì)量份數(shù)的組分:葡萄糖l-2硝酸鈉0.4-0. 7 酵母膏O. 1-0. 3蛋白胨O. 15-0. 3 搖瓶擴(kuò)大培養(yǎng)基的pH7. 0-7. 3,接種量為斜面菌種培養(yǎng)基=1 : 200,培 養(yǎng)溫度32°C-36°C,轉(zhuǎn)速200-250轉(zhuǎn)/分鐘，發(fā)酵周期20-25小時(shí)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用微生物發(fā)酵制備鼠李糖脂的方法，其特征 在于所述的一級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)中的培養(yǎng)基包括下列質(zhì)量份數(shù)的組分液體石蠟l. 0-2. 0葡萄糖1.0-2.0硝酸鈉O. 7-0. 9 硫酸銨0. 1-0. 2 尿素0. 1-0. 3 酵母膏0. 01-0. 02一級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)的培養(yǎng)基pH為7.0-7.2，接種量為搖瓶種子 一級(jí)擴(kuò)大培 養(yǎng)的培養(yǎng)基為=1 : 100，培養(yǎng)條件為溫度32°C-36°C，培養(yǎng)周期為24-26小時(shí), 通風(fēng)量為0. 2-0. 35vvm， OD值為2. 2-2. 6時(shí)移種。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用微生物發(fā)酵制備鼠李糖脂的方法，其特征在于所述的二級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)中的培養(yǎng)基包括下列質(zhì)量份數(shù)的組分 葵子油1.0-2.0廢糖蜜l. 0-2. 0硝酸鈉O. 6-0. 8 硫酸銨0. 2-0. 3尿素 2-0. 4 酵母膏0. 01-0. 02 二級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)的培養(yǎng)基pH為7.0-7.2，接種量為一級(jí)種子二級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)的培養(yǎng)基為=8-10 : 100,培養(yǎng)條件為溫度32°C-36°C，培養(yǎng)周期為10-15小時(shí)，通風(fēng)量為0. 4-0. 6vvm， OD值為2. 8-3. 2時(shí)移種。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用微生物發(fā)酵制備鼠李糖脂的方法，其特征 在于所述的在發(fā)酵進(jìn)行到6-50小時(shí)補(bǔ)入葵子油、尿素并調(diào)整通風(fēng)量具體包括 如下工藝步驟酵6-14小時(shí)補(bǔ)葵子油0. 5-1. 0%、尿素0. 1-0. 2%，通風(fēng)量0. 4-0. 6穆; 發(fā)酵14-28小時(shí)補(bǔ)入葵子油0. 5-1. 0%、尿素O. 1-0. 2%，通風(fēng)量0. 3-0. 4vvm; 周期28-36小時(shí)補(bǔ)入葵子油2. 0-3.0%,通風(fēng)量0. 2-0. 3vvm;發(fā)酵36-50小時(shí) 補(bǔ)入葵子油0. 5-1. 0%;通風(fēng)量0. 4-0. 6vvm;發(fā)酵50-75小時(shí)之間的通風(fēng)量為 0.4-0.6vvm;以上補(bǔ)入葵子油、尿素的百分含量為質(zhì)量百分含量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用發(fā)酵合成所需的化合物的方法，特別是指一種利用微生物發(fā)酵制備鼠李糖脂的方法。它以銅綠假單胞菌作為原始菌種，采用葵子油及廢糖蜜作為二級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)及發(fā)酵的主要碳源，通過斜面種子的制備，將斜面種子經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)制備成種子液，將種子液接種到發(fā)酵罐中經(jīng)通風(fēng)培養(yǎng)、補(bǔ)料控制最終制備成含生物表面活性劑鼠李糖脂的發(fā)酵液。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品得率低的問題，具有生產(chǎn)工藝合理且易于實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品得率高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C12P19/02GK101613725SQ200910075049
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者劉海燕, 禹 張, 張國佩, 張少華 申請(qǐng)人:河北鑫合生物化工有限公司