技术领域:
本发明涉及到工业发酵培养基的制备,直接涉及一种1,3-丙二醇工业发酵培养基的制备。
技术背景:
自本世纪初,生物发酵生产1,3-丙二醇成为国内研究的热门课题,清华大学、北京化工大学、大连理工大学,抚顺石化研究院等多家科研机构,在实验室均取得了重大突破,掌握了核心技术,制备培养基的材料多数采用的分析纯,其价格昂贵,不适于工业发酵,研究一种1,3-丙二醇工业发酵培养基的制备方法是十分重要的。
技术实现要素:
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本发明的目的就是研究一种合理的1,3-丙二醇工业发酵培养基的制备方法。
本发明的目的是这样实现的:考虑到工业培养基的原料与实验室用原料的差异,通气、温度、搅拌等发酵条件的不同和微生物不同时期生长繁殖及代谢状态的不同,研究设计了初始培养基的配方和补料液的配方,改进了补料的流加方式,并进行了多次对比优选,发明了一种1,3-丙二醇工业发酵培养基的制备方法。
用计量泵计量自来水100份(wt%)、甘油2.2份(wt%),加入发酵罐中,用电子称计量葡萄糖0.1份(wt%),酵母粉0.5份(wt%),硫酸铵0.5份(wt%),磷酸氢二钾0.3份(wt%)和其他微量元素,添加10mg/l抗生素,依次装入发酵罐中。然后开启发酵罐搅拌器电机,转速80r/min,搅拌10分钟。停止搅拌通入饱和蒸汽,保持罐内压力0.2mpa,温度116℃,灭菌时间20分钟。冷却到37℃以后,将摇瓶培养的菌种接入到发酵罐中,发酵6-8小时,进入对数生长期,此阶段微生物生长繁殖达到高峰,微生物细胞分解出大量蛋白酶,分解甘油被微生物吸收,而转化为1,3-丙二醇,底物浓度不断降低,需进行补料,补料液的配比为:自来水:甘油:葡萄糖:酵母粉:磷酸盐=15:70:2:4:0.2,提高酵母粉和磷酸盐的比例,意义在于增加培养基的n和p的营养成分,使微生物具有较强的生命力和产物的合成能力。补料采用plc自动控制连续流加方式,保持培养基甘油浓度10-20g/l,以保证微生物在合理浓度的培养基生长和代谢。
附图说明:
附图1示出了本发明一种1,3-丙二醇工业发酵培养基的制备方法的示意图。
具体实施方式:
附图1示出了本发明一种1,3-丙二醇工业发酵培养基的制备方法的示意图,下面结合附图1做进一步说明。
根据权利要求1所述一种1,3-丙二醇工业发酵培养基的制备方法,具有计量加料1,搅拌溶解2,实罐灭菌3和补料4。
计量加料1是用计量泵计量自来水100份(wt%)、甘油2.2份(wt%)、打入已进行空罐灭菌的发酵罐;用电子天平称量葡萄糖0.4份(wt%)、硫酸铵0.5份(wt%)、酵母粉0.5份(wt%),依次加入发酵罐内,上述原料均可采用工业级产品。
待计量加料1全部完成后,开启发酵罐搅拌器电动机进行搅拌溶解2步骤,搅拌转速80r/min,搅拌时间10分钟。
待培养基中的固体原料完全溶解后,进行实罐灭菌3,开启发酵罐的蒸汽进口阀,关闭液面以下所有阀门,并开启液面以上的所有通气阀,通入饱和蒸汽,保持罐压0.2mpa,温度116℃,灭菌20分钟。
实罐灭菌3结束后,罐内温度冷却至37℃以下,将摇瓶培养的菌种移种至发酵罐内,先后开启搅拌,通风、ph调节、温度调节等,发酵6-8小时,微生物生长繁殖处于对数生长期,开始补料4,补料液的配比:自来水15份(wt%),甘油70份(wt%)、葡萄糖2份(wt%),酵母粉4份(wt%),磷酸盐0.2份(wt%),补料采用plc自动控制连续流加方式,保持底物浓度10-20g/l。
本发明的主要特点是1,3-丙二醇工业发酵培养基所采用的原料为工业级产品,提高了主要原料甘油的配比,增加了多种微量元素和抗生素,使得培养基的营养成分更加丰富,并对菌种进行了适应性驯化,增强了1,3-丙二醇的代谢途径,采用了plc自动控制连续流加方式,保持了培养基底物合理的浓度,提高了1,3-丙二醇的产量和甘油转化率,发酵水平达到79g/l,转化率达到70%,接近和超过了实验室水平。