一种大规模制备甲烷氧化菌的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种制备甲烧氧化菌的方法，属于酶学或微生物学装置技术领域。
【背景技术】
[0002] 甲烧氧化菌是一种特殊的微生物，它W甲烧为唯一的碳源和能源，甲烧氧化菌 在自然界碳循环和工业生物技术中具有重要的应用价值。利用甲烧生产单细胞蛋白始于70 年代，1970年英国壳牌公司在英国建立了一个规模为年产300吨的天然气蛋白试验装置， 1974年，壳牌公司宣布在英国建立一个规模更大的试验装置，并筹备在荷兰阿姆斯特丹筹 备一个规模为年产10万吨装置的发展计划。但在1976年，壳牌公司决定停止该发展计划 并无限推迟，当时的原因归结为：大豆和玉米的价格很低。1999年挪威国家石油公司与英 国NycomedAmer-sham公司联合投资建设了世界上第一套用天然气生产甲烧氧化菌单细胞 蛋白的工业装置。运套装置具有年产1万吨生物蛋白的能力。生产出的单细胞蛋白含70% 蛋白质、12%碳水化合物、10%脂肪和8%矿物质，目前在挪威已有农业合作社作为饲料出售。
[0003] 但是由于甲烧在水溶液中的溶解度低，甲烧氧化菌利用甲烧的效率低，导致甲 烧氧化菌生长速率慢，所得细胞浓度低，因此其成为甲烧氧化菌工业应用的瓶颈.强化 气液传质是建立甲烧氧化菌高密度快速培养的关键之一.传统的解决办法是增加气速和 揽拌速率，但是增加气速和揽拌速率，一方面导致大量泡沫产生，降低反应器利用效率， 另一方面会消耗大量动力，增加成本。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种大规模制备甲烧氧化 菌的方法。
[0005] 本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种大规模制备甲烧氧化菌的方 法，执行如下步骤： 1) 向反应器中添加甲烧气体、氧气、甲烧氧化菌及无机盐； 2) 用所述反应器中的细碎装置将加入的气体打碎为微小气泡，W融入反应器的液体 中并随液体沿反应器内流动流动，进行发酵过程； 3) 当所述反应器的出料口发酵液质量浓度达到2-3%时，认定发酵过程结束，将反应器 内的产物进行初步浓缩使产物质量浓度达到20-30%，并且经过加热并迅速冷却干燥为初步 广品。
[0006] 上述技术方案的改进是：所述无机盐包括，氯化锭、丙酬酸钢、K肥P04、屯水 %S04。
[0007] 上述技术方案的改进是：所述无机盐和水配成无机盐溶液，所述无机盐溶液中 皿2口〇4浓度为3.91111]1〇1/1，屯水1邑5〇4浓度为〇.151111]1〇1/1,氯化锭浓度为1〇1111]1〇1/1,丙酬酸 钢浓度为16mmol/L。
[0008] 上述技术方案的改进是：步骤2)中的反应条件为，反应器内PH维持7. 2反应器内 溫度为30 ±rc，保证所述反应器中的反应体系稀释速率在0.1-0.2A,逐步将反应器内的 发酵液质量浓度达到2-3%。
[0009] 本发明的有益效果是：该方法主要为大型反应装置进行甲烧氧化菌的生产做准 备，通过反应器等装置对甲烧氧化菌进行培养，考虑到甲烧等气体的水溶性较差，便采用细 碎气泡等手段提高甲烧等气体的水溶性，并添加无机盐培养基提高反应效率，W使该方法 可W适应大规模的生产应用，同时采用流动循环反应等方式防止物料过多的浪费，维持反 应物在一个稳定的稀释速率上，W使得反应过程稳定。
【具体实施方式】 实施例
[0010] 本实施例的一种大规模制备甲烧氧化菌的方法，执行如下步骤： 1) 向反应器中添加甲烧气体、氧气、甲烧氧化菌及无机盐培养基； 2) 用所述反应器中的细碎装置将加入的气体打碎为微小气泡，W融入反应器的液体 中并随液体沿反应器内流动流动，进行发酵过程； 3) 当所述反应器的出料口发酵液质量浓度达到2-3%时，认定发酵过程结束，将反应器 内的产物进行初步浓缩使产物质量浓度达到20-30%，并且经过加热并迅速冷却干燥为初步 产品。
[0011] 本实施例的所述无机盐培养基包括，氯化锭、水、丙酬酸钢、KH2P04、屯水MgS04。
[0012] 本实施例的无机盐和水配成无机盐溶液，所述无机盐溶液中KH2PO4浓度为 3. 9mmol/L，屯水MgS〇4浓度为0. 氯化锭浓度为lOmmol/l,丙酬酸钢浓度为 16mmol/L。
[0013] 本实施例的步骤2)中的反应条件为，反应器内PH维持7. 2反应器内溫度为 30+rc，保证所述反应器中的反应体系稀释速率在0.1-0.2 A，逐步将反应器内的发酵液 质量浓度达到2-3〇/〇。
[0014]W下是应用上述方法在不同的PH条件下经过24H甲烧氧化菌的生长状况显示，PH 在7. 2时甲烧氧化菌细胞浓度明显高于其他情况，
本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的 保护范围。
【主权项】
1. 一种大规模制备甲烷氧化菌的方法，其特征在于执行如下步骤： 1) 向反应器中甲烷氧化菌以及无机盐，并向反应器中通入甲烷和氧气，气体比例为 1:1. 1 ~1:1. 4 ; 2) 用所述反应器中的细碎装置将加入的气体打碎为微小气泡，以融入反应器的液体 中并随液体沿反应器内流动流动，进行发酵过程； 3) 当所述反应器的出料口发酵液质量浓度达到2-3%时，认定发酵过程结束，将反应器 内的产物进行初步浓缩使产物质量浓度达到20-30%，并且经过加热并迅速冷却干燥为初 步广品。2. 如权利要求1所述的大规模制备甲烷氧化菌的方法，其特征在于：所述无机盐包括， 氯化铵、丙酮酸钠、KH2PO4、七水MgSO4。3. 如权利要求2所述的大规模制备甲烷氧化菌的方法，其特征在于：所述无机盐和水 配成无机盐溶液，所述无机盐溶液中KH2PO4浓度为3. 9mmol/L，七水MgSO4浓度为0. 15mmol/ L,氯化铵浓度为10mmol/L，丙酮酸钠浓度为16mmol/L。4. 如权利要求1所述的大规模制备甲烷氧化菌的方法，其特征在于：步骤2)中的反应 条件为，反应器内PH维持7. 2反应器内温度为30 ±I°C，保证所述反应器中的反应体系稀释 速率在〇. 1-0. 2/h，逐步将反应器内的发酵液质量浓度达到2-3%。
【专利摘要】本发明涉及一种大规模制备甲烷氧化菌的方法，执行如下步骤：1）向反应器中甲烷氧化菌以及无机盐，并向反应器中通入甲烷和氧气；2）用所述反应器中的细碎装置将加入的气体打碎为微小气泡,以融入反应器的液体中并随液体沿反应器内流动,进行发酵过程；3）当发酵过程结束时，认定发酵过程结束，将反应器内的产物进行初步浓缩,并且经过加热并迅速冷却干燥为初步产品。该方法主要为大型反应装置进行甲烷氧化菌的生产做准备，通过反应器等装置对甲烷氧化菌进行培养，采用细碎气泡等手段提高甲烷等气体的水溶性，添加无机盐培养基提高反应效率，使该方法可以适应大规模的生产应用。
【IPC分类】C12N1/20
【公开号】CN105219672
【申请号】CN201510614627
【发明人】曹晨, 顾为东
【申请人】曹晨, 顾为东
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月24日