[发明专利]芥酸的微生物发酵提炼技术

说明书

技术领域：

本发明涉及生物持续术，具体地说是一种芥酸的微生物发酵提炼技术。

背景技术：

众所周知，从菜油脂肪酸中提取芥酸工艺，现有技术多以化学水解为主，流程如下：1、菜油酯化，2、蒸馏，3、水解，4、溶解，5、冷冻，6、过滤得到芥酸晶体，其中酯化是在菜油进入反应釜以前先进行干燥脱水，水分降至0.1％以下，加入无水甲醇和固体NaOH混合液，以NaOH作为催化剂，进行酯化反应，反应温度为50℃左右，反应时间5h左右，加入甲醇量为10％左右的油重，反应结束后回收甲醇，并用等当量的HCl中和NaOH催化剂；蒸馏是将酯化反应后的混合液泵入蒸馏釜中，保持真空度为0.13kPa，缓慢加热，加热速率为2℃/min左右，蒸馏理论塔板系数为20，蒸馏温度不高于240℃，控制回流比为1∶2，首先截取200℃左右时馏分，馏出物大约占总量的25％～30％，它们分别为C16、C18脂肪酸，剩下的蒸馏釜中组分为C20、C22脂肪酸，调节回流比，待蒸馏恒定后，截取200℃～210℃的馏分，这部分馏出物为C20；截取215℃～225℃馏分，这部分馏出液为C22，即为精馏的芥酸甲酯；水解：使芥酸甲酯水解成为芥酸，在水解釜中加入软水，加水量为60％左右，水温控制在60℃左右，以硬脂酸磺酸钠为催化剂，水解反应9h左右，最后以等当量的HCl中和催化剂，静置沉淀1h左右，除去沉淀，产物即为芥酸，溶解：加入甲醇在罐中进行稀释溶解，为冷冻结晶作进一步调整，冷冻：进行冷冻结晶，提纯芥酸，在结晶釜中先冷冻至5℃左右进行结晶，保持1h后，再冷冻至0℃，并保持5h，为使结晶颗粒大而紧密，可以再降温至-5℃，至结晶完全为止；过滤：通过离心过滤，脱出甲醇溶剂，滤出结晶体，滤液为甲醇和其他多不饱和脂肪酸，结晶体即为芥酸，上述技术的不足是产率较低、化学试剂对环境污染较为严重。

发明内容：

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种产率较高减少环境污染的芥酸的微生物发酵提炼技术

本发明可以通过如下措施达到：

一种芥酸的微生物发酵提炼技术，其特征是工艺流程如下：菜油发酵-芥酸混合物-有机溶剂提取-芥酸甲酯-减压蒸馏-水解-溶解-冷冻-过滤得芥酸晶体。

本发明中的发酵是：发酵罐采用气升式发酵罐改造而成，体积200-300m³，发酵菌株采用假单胞菌属(Pseudomonas)或假丝酵母属(Candida)，温度28℃，先由罐下部缓慢注入配制好的培养基，然后自罐底部及侧下部的微型小孔释放油滴、空气进入培养基，由于发酵罐中挡板的作用，可使油滴、空气与培养基充分混合，尽量减少搅拌，发酵后混合物首先沉淀，后以不溶于水的有机溶剂提取，再经水洗、醇提等将芥酸初步提取，所述的培养基成分及得量百分比为：豆饼粉2.0％，蛋白胨2.0％，可溶性淀粉1.0％，K₂HPO₄0.3％，MgSO₄·7H₂O 0.1％，橄榄油0.5％，pH7.5。

本发明中的酯化是初提物加入无水甲醇和固体NaOH混合液，以NaOH作为催化剂，进行酯化反应，反应温度为50℃左右，反应时间5h左右，加入甲醇量为油重的10％左右，本发明可用等当量的HCl中和NaOH催化剂在反应结束后回收甲醇。

本发明中的蒸馏是将酯化反应后的混合液泵入蒸馏釜中，保持真空度为.13kPa，缓慢加热，加热速率为2℃/min左右，蒸馏理论塔板系数为20，蒸馏温度不高于240℃，控制回流比为1∶2，首先截取200℃左右时馏分，馏出物大约占总量的25％～30％，它们分别为C16、C18脂肪酸，剩下的蒸馏釜中组分为C20、C22脂肪酸，调节回流比，待蒸馏恒定后，截取200℃～210℃的馏分，这部分馏出物为C20；截取215℃～225℃馏分，这部分馏出液为C22，即为精馏的芥酸甲酯。

本发明工艺初期进行的发酵工艺以提高了芥酸的转化率，发酵出芥酸能力可达98.2％-98.5％，如果将来能筛选分离到更好的产生1，3-定向脂肪酶的菌株，可达到更好的效果，这证明发酵生产芥酸工艺是可行并具有一定前景的，另外减少了对环境的污染。

具体实施方式：

下面对本发明作进一步描述：

一种芥酸的微生物发酵提炼技术，其特征是工艺流程如下：菜油发酵-芥酸混合物-有机溶剂提取-芥酸甲酯-减压蒸馏-水解-溶解-冷冻-过滤得芥酸晶体。