[发明专利]丁二酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种丁二酸的制备方法。

背景技术

丁二酸又称琥珀酸（Succinic acid），属于二元羧酸，是一种常见的天然有机酸，广泛存在于人体、动物、植物和微生物中。作为一种重要的C4平台化合物，丁二酸在医药、食品以及表面活性剂等行业有着广泛的用途，是一种重要的化工原料。丁二酸可作为合成复杂有机化合物的中间体，也可以用于合成大宗化学品以及生物可降解材料，因此丁二酸被认为是继柠檬酸后最具市场潜力的发酵有机酸产品。

发明内容

本发明提出一种丁二酸的制备方法，所述制备方法包括：A）提供含有纤维素的生物质；B）对所述生物质进行水解以得到含有纤维二糖的水解液；和C）以所述水解液作为碳源，利用丁二酸生产菌发酵得到丁二酸。

根据本发明实施例的丁二酸的制备方法通过水解含有纤维素的生物质，从而可以得到以纤维二糖为主要成分的水解液（所述水解液还可以包含葡萄糖、阿拉伯糖、木糖等）。以所述水解液作为碳源，利用丁二酸生产菌发酵生产丁二酸不仅可以降低丁二酸的生产成本，而且可以有效地利用生物质资源。而且，由于将所述生物质中的纤维素降解为二糖而不是单糖，从而可以进一步降低丁二酸的生产成本。

根据本发明的一个实施例，所述步骤B）包括：B-1）将所述生物质粉碎至预定大小；B-2）利用硫酸对所述生物质进行酸解，然后过滤并得到酸解后的残渣；和B-3）向所述残渣中加入水和纤维素酶以对所述残渣进行酶解，过滤得到含有纤维二糖的所述水解液。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤B-1）中，粉碎后的所述生物质过40目筛。由此可以进一步便于对所述生物质进行酸解。

根据本发明的一个实施例，所述硫酸的浓度为1％-10％且所述生物质与所述硫酸的体积比为1：3-7，所述酸解在100摄氏度－140摄氏度的条件下进行1小时-3小时。这样可以充分地对所述生物质进行酸解。

根据本发明的一个实施例，所述酶解在pH4-6以及40摄氏度-60摄氏度的条件下进行60小时-90小时。由此可以充分地对所述残渣进行酶解以得到尽可能多的纤维二糖。

根据本发明的一个实施例，所述残渣与所述水的体积比为1：3-5，所述纤维素酶的浓度为10-30IU/克残渣。由此可以充分地对所述残渣进行酶解以得到尽可能多的纤维二糖。

根据本发明的一个实施例，所述步骤C）包括：C-1）对所述丁二酸生产菌进行活化；C-2）在种子培养基中培养活化后的所述丁二酸生产菌以得到种子液；和C-3）将所述种子液接种到以所述水解液作为碳源的发酵培养基中进行发酵以得到丁二酸。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤C-3）中，所述种子液的接种量为3％-10％，所述发酵在厌氧条件下进行30小时－40小时，温度为35摄氏度－40摄氏度，pH6.5－7.0，搅拌速度为100转/分钟-300转/分钟。

根据本发明的一个实施例，所述生物质选自玉米芯、秸秆和甘蔗渣中的一种或多种。这样可以利用废弃的生物质资源，达到绿色、环保、节能的社会经济效益。

根据本发明的一个实施例，所述丁二酸生产菌为产琥珀酸放线杆菌（Actinobacillus succinogenes）NJ113。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面描述根据本发明实施例的丁二酸的制备方法。根据本发明实施例的丁二酸的制备方法包括：

A）提供含有纤维素的生物质；

B）对所述生物质进行水解以得到含有纤维二糖的水解液；和

C）以所述水解液作为碳源，利用丁二酸生产菌发酵得到丁二酸。

根据本发明实施例的丁二酸的制备方法通过水解含有纤维素的生物质，从而可以得到以纤维二糖为主要成分的水解液（所述水解液还可以包含葡萄糖、阿拉伯糖、木糖等）。以所述水解液作为碳源，利用丁二酸生产菌发酵生产丁二酸不仅可以降低丁二酸的生产成本，而且可以有效地利用生物质资源。而且，由于将所述生物质中的纤维素降解为二糖而不是单糖，从而可以进一步降低丁二酸的生产成本。