一種將右旋糖酐發(fā)酵廢液用于丁二酸發(fā)酵生產(chǎn)的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明公開了一種將右旋糖酢發(fā)酵廢液用于下二酸發(fā)酵生產(chǎn)的方法，屬于生物工 程技術領域。
【背景技術】
[0002] 右旋糖酢是一種高分子葡萄糖聚合物，是最早使用和得到公認的一種優(yōu)良血漿代 用品，在醫(yī)藥、食品和石油等方面都有著廣泛的應用。右旋糖酢也是世界上第一個工業(yè)化 生產(chǎn)的微生物多糖，高濃度薦糖通過腸膜明串珠菌發(fā)酵，生成高分子葡萄糖聚合物，再經(jīng)過 精制處理得到不同分子量的右旋糖酢產(chǎn)品，提取產(chǎn)物之后剩下的發(fā)酵液為右旋糖酢發(fā)酵廢 液。右旋糖酢發(fā)酵廢液一般被作為工業(yè)廢水進行環(huán)保處理，但給企業(yè)增加額外的環(huán)保處理 費用。由于生產(chǎn)右旋糖酢時使用的的碳源為薦糖，且發(fā)酵生產(chǎn)過程中主要利用的是其水解 后的葡萄糖，所W右旋糖酢發(fā)酵廢液中存在較高濃度的果糖和少量葡萄糖，人們嘗試了從 發(fā)酵廢液中提取果糖、發(fā)酵生產(chǎn)飼用復合酶制劑、發(fā)酵生產(chǎn)衣康酸等研究，但還沒有用于發(fā) 酵生產(chǎn)下二酸的報道。陳峽華等研究了從右旋糖酢發(fā)酵廢液中提取果糖，將廢液離屯、后過 皿-I離子交換柱吸附廢液中果糖，再W65°c去離子水將果糖洗脫下來，經(jīng)濃縮結晶后得 到果糖，該方法投入大、產(chǎn)出少，不適于大范圍推廣（淀粉與淀粉糖，1993:15-18.)。中國 專利CN200810172073. 3公布了W右旋糖酢發(fā)酵廢液為原料發(fā)酵生產(chǎn)飼用復合酶制劑的 方法，其生產(chǎn)工藝W黑曲霉和枯草芽抱桿菌作為產(chǎn)酶菌株，W右旋糖酢發(fā)酵廢液調(diào)制后作 為液體發(fā)酵原料，通過無機膜過濾獲得含有較高濃度菌體、酶類等有機物質(zhì)的發(fā)酵液，后發(fā) 酵階段采用固體發(fā)酵工藝，麥教等農(nóng)副產(chǎn)品作為發(fā)酵原料在通風發(fā)酵池里進行固體發(fā)酵， 發(fā)酵結束后經(jīng)過干燥、粉碎、制粒和包裝等工序制成飼用復合酶制劑產(chǎn)品，該方法能極大降 低右旋糖酢發(fā)酵廢液的處理成本，但經(jīng)濟效益不高。中國專利CN201210003818.X公布了 W右旋糖酢發(fā)酵廢液為原料發(fā)酵生產(chǎn)衣康酸，先W氨氧化巧處理廢液，然后W處理后的廢 液為母液配制衣康酸發(fā)酵培養(yǎng)基，將廢液中還原糖作為衣康酸發(fā)酵生產(chǎn)的碳源直接進行發(fā) 酵，該方法可有效減少右旋糖酢生產(chǎn)的廢水排放量，并減少衣康酸發(fā)酵培養(yǎng)基制備時的葡 萄糖用量。
[0003] 下二酸是一種重要的C4平臺化合物，目前已廣泛應用于食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等領域， 在將來還可作為生產(chǎn)可降解塑料聚下二酸下二醇醋（PBS)、聚醋多元醇、增塑劑、聚氨醋和 原材料型化學產(chǎn)品1,4-下二醇的基礎材料，應用前景十分廣闊。目前文獻報道的發(fā)酵生產(chǎn) 下二酸研究所用的培養(yǎng)基碳源主要是葡萄糖，開發(fā)價格低廉的碳源是降低發(fā)酵法生產(chǎn)下二 酸成本的途徑之一。
[0004] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種W右旋糖酢發(fā)酵廢液為碳源發(fā)酵生產(chǎn)下二 酸的方法，可為解決右旋糖酢發(fā)酵廢液的處理提供新途徑，實現(xiàn)其廢物利用的價值，同時也 能進一步降低生物基下二酸的生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]本發(fā)明要解決的技術問題是：根據(jù)國內(nèi)右旋糖酢生產(chǎn)廠家廢液處理難、資源浪費 大的問題，提供一種有效的廢液綜合利用的方法，該方法對下二酸的生產(chǎn)水平和產(chǎn)品質(zhì)量 無明顯不良影響，且工藝步驟少、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益好。
[0006] 本發(fā)明的將右旋糖酢發(fā)酵廢液用于下二酸發(fā)酵生產(chǎn)的方法，是利用班巧酸放線桿 菌，W右旋糖酢發(fā)酵廢液為碳源配制發(fā)酵培養(yǎng)基、采用分批發(fā)酵方式發(fā)酵生產(chǎn)下二酸，或者 是W葡萄糖為碳源配置發(fā)酵培養(yǎng)基、W濃縮右旋糖酢發(fā)酵廢液為補料液、采用補料分批發(fā) 酵方式發(fā)酵生產(chǎn)下二酸。
[0007] 所述右旋糖酢發(fā)酵廢液，是高濃度薦糖通過腸膜明串珠菌發(fā)酵、生產(chǎn)右旋糖酢過 程中提取產(chǎn)物之后剩下的發(fā)酵廢液。 W08] 在本發(fā)明的一種實施方式中，右旋糖酢發(fā)酵廢液抑3.5-4.5,總還原糖 1. 5-2. 0%，其中果糖 15-20g/L，葡萄糖 0. 3-0.6g/L，總氮 0. 75-0. 90g/L，總憐 0. 35-0. 45g/ L。
[0009] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述分批發(fā)酵使用的發(fā)酵培養(yǎng)基，是W濃縮至還原 糖濃度為40-90g/L的右旋糖酢發(fā)酵廢液為母液，添加玉米漿15-35g/L，K2HPO41. 5-3g/l， NaH2P〇42. 2-3g/l，谷氨酸鋼 0. 05-2g/l，生物素 0. 01-0. 5g/l，NazS0. 01-2g/l，調(diào)節(jié)抑至 6. 0-6. 5。
[0010] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述右旋糖酢發(fā)酵廢液的還原糖濃度調(diào)整為 60-90g/L〇
[0011] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述分批發(fā)酵或補料分批發(fā)酵是在溫度37-38 °C、轉 速150-2(K)r/min條件進行發(fā)酵40-6化，并控制發(fā)酵過程抑6. 0-6. 5,當發(fā)酵液中還原糖濃 度低于l-5g/L或下二酸濃度不再增加時結束發(fā)酵。
[0012] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述pH是采用重量體積分數(shù)30-50%的碳酸鐘或碳 酸儀液體乳濁液控制。
[0013] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述補料分批發(fā)酵是W10-40g/L葡萄糖為碳源 配制發(fā)酵培養(yǎng)基（添加玉米漿15-35g/L，K2HPO41. 5-3g/l，NaH2P〇42. 2-3邑/1，谷氨酸鋼 0. 05-2g/l，生物素0. 01-0. 5g/l，NazS0. 01-2g/l，調(diào)節(jié)抑至6. 0-6. 5)，待發(fā)酵液中葡萄糖 消耗至5-15g/L時間歇流加還原糖濃度200-300g/L的濃縮右旋糖酢發(fā)酵廢液，發(fā)酵過程中 控制發(fā)酵液總糖濃度在10-30g/L之間。
[0014] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述補料分批發(fā)酵中葡萄糖濃度為30邑/1，濃縮右旋 糖酢發(fā)酵廢液中還原糖濃度為300g/L。
[0015] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述分批發(fā)酵或補料分批發(fā)酵的發(fā)酵時間為 50-5 化。
[0016] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述班巧酸放線桿菌的種子培養(yǎng)方法：先接種于一 級種子培養(yǎng)基中，厭氧培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng)10-1化，培養(yǎng)溫度37-38°C，將一級種子W2-4% (體積分數(shù)）接種量接入二級種子培養(yǎng)基中，并于37-38 °C，在通成與CO2混合氣體的厭氧 條件下培養(yǎng)6-12h。然W5-10% (體積分數(shù)）接種量接種于化發(fā)酵罐中開始發(fā)酵。
[0017] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述種子培養(yǎng)基組成為：葡萄糖5-lOg/l，酵母膏 5-lOg/L，K2HPO420-30g/L，NaHzPO* 10-20g/L，自然抑，115-12rC滅菌 20min
[0018] 產(chǎn)物分析方法：果糖、葡萄糖及下二酸的測定按文獻（劉宇鵬，鄭壤，孫志 浩等.采用離子排斥色譜法分析發(fā)酵液中的班巧酸等代謝產(chǎn)物[J].食品與發(fā)酵工 業(yè)，2006, 32 (12) : 119-123.)的方法。
[0019] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明首次采用右旋糖酢發(fā)酵廢液進行下二酸發(fā)酵生產(chǎn)。所具 有的有益效果是：本發(fā)明方法，可充分利用右旋糖酢發(fā)酵廢液中的還原糖（主要是果糖）作 為下二酸發(fā)酵生產(chǎn)的碳源，有效減少右旋糖酢生產(chǎn)過程中的廢水排放量，減少下二酸發(fā)酵 培養(yǎng)基制備時的葡萄糖使用量。采用本發(fā)明制得的下二酸發(fā)酵培養(yǎng)基進行下二酸發(fā)酵生產(chǎn) 時，對發(fā)酵液下二酸的濃度和轉化率無明顯不良影響，發(fā)酵液中下二酸濃度可達55.Og/l， 轉化率可達〇.83g/g。本發(fā)明設及的工藝步驟較少，既可W降低廢水處理費用，又可W降低 下二酸生產(chǎn)成本，經(jīng)濟和環(huán)境效益好。
【具體實施方式】
[0020] 實施例1 :W右旋糖酢發(fā)酵廢液為碳源分批發(fā)酵產(chǎn)下二酸
[0021] a)發(fā)酵培養(yǎng)基制備
[0022] 取1. 4化約濃縮=倍體積后的右旋糖酢發(fā)酵廢液（還原糖含量檢測為61. 5g/ L)為母液，添加發(fā)酵培養(yǎng)基中其它成分配制發(fā)酵培養(yǎng)基，玉米漿25g/l，K2HP〇4 1.5g/l， NaH2P〇42. 2g/L，谷氨酸鋼 2g/l，生物素 0.Olg/L，NazS0.Olg/L，調(diào)抑至6. 2，12r