本发明涉及pha生产领域,具体涉及一种生产pha的方法。
背景技术:
1、聚羟基链烷酸酯(pha)是生物塑料(可生物降解聚合物)之一,由于可再生资源对环境兼容材料的需求不断增加,这种塑料引起了极大的关注。pha与传统的石油基塑料相比,pha的生物降解性和结构多样性开辟了更广泛的应用场景,例如包装材料,医学领域(心脏瓣膜、缝合线等)。pha可以由微生物合成,然而,pha作为微生物的胞内产物,无法排出体外,这使得利用微生物生产pha必须采用高密度发酵,通过提高菌体量以实现pha产量的提高。目前利用微生物生产pha过程中遇到了各种困难,包括昂贵的生长条件,巨大的能源需求,大量的淡水消耗和复杂的提取过程,导致其高成本和低产量,无法扩大规模。
2、一些研究人员还专注于通过形态工程增加细胞体积以提高pha生产力。当前基于不同菌株不同底物发酵生产pha的生产强度参差不齐,其中嗜盐菌体系的稳定发酵产量整体处于72-78g/l水平。其中碳源氮源的组合优化及昂贵有机氮源的使用,在一定程度上提升了发酵产量。有报道显示,限制氮源虽然对pha积累有着正向作用,但是氮源的匮乏极大的影响细胞的生长,使得细胞生长指数期缩短,这让限制氮源的培养方式很难实现高pha含量和高细胞干重并存。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的pha生产过程中菌体密度低和pha产量低的问题,提供一种生产pha的方法,该方法能够显著提高pha含量和菌体生物量。
2、为了实现上述目的,本发明提供一种生产pha的方法,该方法包括在能够发酵产pha的条件下,将pha发酵菌种接种至发酵培养基中进行发酵,并在发酵过程中使用补料培养基补料;
3、其中,所述发酵培养基中的氮源为有机氮源,所述补料培养基中的氮源为无机氮源。
4、优选地,所述有机氮源为尿素。
5、优选地,所述补料的方式为两阶段补料,其中,使用第一补料培养基进行第一补料,然后使用第二补料培养基进行第二补料。
6、优选地,所述第一补料培养基的碳氮比为5-25:1,第一补料培养基的补充量为发酵培养基的5-20体积%。
7、优选地,所述第二补料培养基的碳氮比为35-55:1。
8、在本发明中,以有机氮源为发酵培养基的氮源,无机氮源为补料过程中的氮源,能够显著提高菌体数量,并获得更高的pha含量。
9、在发酵过程中所有培养基采用优选的氮源,并且对发酵过程中的补料进行合理的过程控制,能够进一步提高菌体密度和pha产量,同时还能减少pha分离过程中污水处理量。
1.一种生产pha的方法,其特征在于,该方法包括在能够发酵产pha的条件下,将pha发酵菌种接种至发酵培养基中进行发酵,并在发酵过程中使用补料培养基补料;
2.根据权利要求1所述的方法,其中,pha发酵菌种为嗜盐单胞菌(halomonas sp.);
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述发酵培养基含有碳源、有机氮源、磷酸盐、镁盐和钠盐;和/或
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法,其中,所述发酵培养基中的碳氮比为5-10:1;
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法,其中,所述发酵的条件包括:温度为32-40℃,ph值为7.5-9,溶氧量为1-40%;和/或
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法,其中,所述补料的起始时机为嗜盐单胞菌生长到达对数期;和/或
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法,其中,所述补料的方式为两阶段补料,其中,使用第一补料培养基进行第一补料,然后使用第二补料培养基进行第二补料;
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述第二补料培养基的碳氮比为35-55:1;
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法,其中,所述发酵为连续式发酵或间歇式发酵。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法,其中,该方法还包括:当补料结束后,所述发酵培养基中的残糖量低于2g/l时,结束发酵。