一种将右旋糖酐发酵废液用于丁二酸发酵生产的方法
【技术领域】
[0001] 本发明公开了一种将右旋糖酢发酵废液用于下二酸发酵生产的方法，属于生物工 程技术领域。
【背景技术】
[0002] 右旋糖酢是一种高分子葡萄糖聚合物，是最早使用和得到公认的一种优良血浆代 用品，在医药、食品和石油等方面都有着广泛的应用。右旋糖酢也是世界上第一个工业化 生产的微生物多糖，高浓度薦糖通过肠膜明串珠菌发酵，生成高分子葡萄糖聚合物，再经过 精制处理得到不同分子量的右旋糖酢产品，提取产物之后剩下的发酵液为右旋糖酢发酵废 液。右旋糖酢发酵废液一般被作为工业废水进行环保处理，但给企业增加额外的环保处理 费用。由于生产右旋糖酢时使用的的碳源为薦糖，且发酵生产过程中主要利用的是其水解 后的葡萄糖，所W右旋糖酢发酵废液中存在较高浓度的果糖和少量葡萄糖，人们尝试了从 发酵废液中提取果糖、发酵生产饲用复合酶制剂、发酵生产衣康酸等研究，但还没有用于发 酵生产下二酸的报道。陈峡华等研究了从右旋糖酢发酵废液中提取果糖，将废液离屯、后过 皿-I离子交换柱吸附废液中果糖，再W65°c去离子水将果糖洗脱下来，经浓缩结晶后得 到果糖，该方法投入大、产出少，不适于大范围推广（淀粉与淀粉糖，1993:15-18.)。中国 专利CN200810172073. 3公布了W右旋糖酢发酵废液为原料发酵生产饲用复合酶制剂的 方法，其生产工艺W黑曲霉和枯草芽抱杆菌作为产酶菌株，W右旋糖酢发酵废液调制后作 为液体发酵原料，通过无机膜过滤获得含有较高浓度菌体、酶类等有机物质的发酵液，后发 酵阶段采用固体发酵工艺，麦教等农副产品作为发酵原料在通风发酵池里进行固体发酵， 发酵结束后经过干燥、粉碎、制粒和包装等工序制成饲用复合酶制剂产品，该方法能极大降 低右旋糖酢发酵废液的处理成本，但经济效益不高。中国专利CN201210003818.X公布了 W右旋糖酢发酵废液为原料发酵生产衣康酸，先W氨氧化巧处理废液，然后W处理后的废 液为母液配制衣康酸发酵培养基，将废液中还原糖作为衣康酸发酵生产的碳源直接进行发 酵，该方法可有效减少右旋糖酢生产的废水排放量，并减少衣康酸发酵培养基制备时的葡 萄糖用量。
[0003] 下二酸是一种重要的C4平台化合物，目前已广泛应用于食品、医药、农业等领域， 在将来还可作为生产可降解塑料聚下二酸下二醇醋（PBS)、聚醋多元醇、增塑剂、聚氨醋和 原材料型化学产品1,4-下二醇的基础材料，应用前景十分广阔。目前文献报道的发酵生产 下二酸研究所用的培养基碳源主要是葡萄糖，开发价格低廉的碳源是降低发酵法生产下二 酸成本的途径之一。
[0004] 为了解决上述问题，本发明提供了一种W右旋糖酢发酵废液为碳源发酵生产下二 酸的方法，可为解决右旋糖酢发酵废液的处理提供新途径，实现其废物利用的价值，同时也 能进一步降低生物基下二酸的生产成本。
【发明内容】
阳〇化]本发明要解决的技术问题是：根据国内右旋糖酢生产厂家废液处理难、资源浪费 大的问题，提供一种有效的废液综合利用的方法，该方法对下二酸的生产水平和产品质量 无明显不良影响，且工艺步骤少、经济效益和环境效益好。
[0006] 本发明的将右旋糖酢发酵废液用于下二酸发酵生产的方法，是利用班巧酸放线杆 菌，W右旋糖酢发酵废液为碳源配制发酵培养基、采用分批发酵方式发酵生产下二酸，或者 是W葡萄糖为碳源配置发酵培养基、W浓缩右旋糖酢发酵废液为补料液、采用补料分批发 酵方式发酵生产下二酸。
[0007] 所述右旋糖酢发酵废液，是高浓度薦糖通过肠膜明串珠菌发酵、生产右旋糖酢过 程中提取产物之后剩下的发酵废液。 W08] 在本发明的一种实施方式中，右旋糖酢发酵废液抑3.5-4.5,总还原糖 1. 5-2. 0%，其中果糖 15-20g/L，葡萄糖 0. 3-0.6g/L，总氮 0. 75-0. 90g/L，总憐 0. 35-0. 45g/ L。
[0009] 在本发明的一种实施方式中，所述分批发酵使用的发酵培养基，是W浓缩至还原 糖浓度为40-90g/L的右旋糖酢发酵废液为母液，添加玉米浆15-35g/L，K2HPO41. 5-3g/l， NaH2P〇42. 2-3g/l，谷氨酸钢 0. 05-2g/l，生物素 0. 01-0. 5g/l，NazS0. 01-2g/l，调节抑至 6. 0-6. 5。
[0010] 在本发明的一种实施方式中，所述右旋糖酢发酵废液的还原糖浓度调整为 60-90g/L〇
[0011] 在本发明的一种实施方式中，所述分批发酵或补料分批发酵是在溫度37-38 °C、转 速150-2(K)r/min条件进行发酵40-6化，并控制发酵过程抑6. 0-6. 5,当发酵液中还原糖浓 度低于l-5g/L或下二酸浓度不再增加时结束发酵。
[0012] 在本发明的一种实施方式中，所述pH是采用重量体积分数30-50%的碳酸钟或碳 酸儀液体乳浊液控制。
[0013] 在本发明的一种实施方式中，所述补料分批发酵是W10-40g/L葡萄糖为碳源 配制发酵培养基（添加玉米浆15-35g/L，K2HPO41. 5-3g/l，NaH2P〇42. 2-3邑/1，谷氨酸钢 0. 05-2g/l，生物素0. 01-0. 5g/l，NazS0. 01-2g/l，调节抑至6. 0-6. 5)，待发酵液中葡萄糖 消耗至5-15g/L时间歇流加还原糖浓度200-300g/L的浓缩右旋糖酢发酵废液，发酵过程中 控制发酵液总糖浓度在10-30g/L之间。
[0014] 在本发明的一种实施方式中，所述补料分批发酵中葡萄糖浓度为30邑/1，浓缩右旋 糖酢发酵废液中还原糖浓度为300g/L。
[0015] 在本发明的一种实施方式中，所述分批发酵或补料分批发酵的发酵时间为 50-5 化。
[0016] 在本发明的一种实施方式中，所述班巧酸放线杆菌的种子培养方法：先接种于一 级种子培养基中，厌氧培养箱中静置培养10-1化，培养溫度37-38°C，将一级种子W2-4% (体积分数）接种量接入二级种子培养基中，并于37-38 °C，在通成与CO2混合气体的厌氧 条件下培养6-12h。然W5-10% (体积分数）接种量接种于化发酵罐中开始发酵。
[0017] 在本发明的一种实施方式中，所述种子培养基组成为：葡萄糖5-lOg/l，酵母膏 5-lOg/L，K2HPO420-30g/L，NaHzPO* 10-20g/L，自然抑，115-12rC灭菌 20min
[0018] 产物分析方法：果糖、葡萄糖及下二酸的测定按文献（刘宇鹏，郑壤，孙志 浩等.采用离子排斥色谱法分析发酵液中的班巧酸等代谢产物[J].食品与发酵工 业，2006, 32 (12) : 119-123.)的方法。
[0019] 与现有技术相比，本发明首次采用右旋糖酢发酵废液进行下二酸发酵生产。所具 有的有益效果是：本发明方法，可充分利用右旋糖酢发酵废液中的还原糖（主要是果糖）作 为下二酸发酵生产的碳源，有效减少右旋糖酢生产过程中的废水排放量，减少下二酸发酵 培养基制备时的葡萄糖使用量。采用本发明制得的下二酸发酵培养基进行下二酸发酵生产 时，对发酵液下二酸的浓度和转化率无明显不良影响，发酵液中下二酸浓度可达55.Og/l， 转化率可达〇.83g/g。本发明设及的工艺步骤较少，既可W降低废水处理费用，又可W降低 下二酸生产成本，经济和环境效益好。
【具体实施方式】
[0020] 实施例1 :W右旋糖酢发酵废液为碳源分批发酵产下二酸
[0021] a)发酵培养基制备
[0022] 取1. 4化约浓缩=倍体积后的右旋糖酢发酵废液（还原糖含量检测为61. 5g/ L)为母液，添加发酵培养基中其它成分配制发酵培养基，玉米浆25g/l，K2HP〇4 1.5g/l， NaH2P〇42. 2g/L，谷氨酸钢 2g/l，生物素 0.Olg/L，NazS0.Olg/L，调抑至6. 2，12r