[发明专利]盐碱条件下甘油向1,3-丙二醇的转化

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年9月6日提交的、题为“盐碱条件下甘油向1,3-丙二醇的 转化”(ConversionofGlycerolto1,3-PropanediolUnderHaloalkalineConditions) 的美国临时专利申请系列号61/874,752的优先权，该文的全部内容通过引用纳 入本文。

序列表

本申请包含计算机可读形式(CRF)的序列表，其以名为"序列表"的ASCII文 本格式(2014年8月28日生成，大小为20KB)提交。CRF的内容通过引用纳入本 文。

背景

技术领域

本发明将提供一种供于生物柴油公司从废产物(甘油)形成有价值的产物 (1,3-丙二醇)的方法。

相关技术的描述

化学废料能够回收成有用的化合物。随着近期生物柴油生成的激增，甘油 已经从相对特殊的日用品成为了严重过度生成的废产物。许多大型化学与农业 公司已试图寻找甘油的高效转化方式。一种主要工艺是通过微生物代谢将甘油 转化成1,3-丙二醇。已经成功地鉴定了能够进行该反应的微生物菌株；然而， 其在商业上可能不太可行，因为粗甘油产物需要被处理。考虑到经济上的可行 性，该工艺必须能够采用有限的处理就能将粗甘油产品转化成1,3-丙二醇。例 如，1,3-丙二醇，作为许多常见产物的构件块(buildingblock)常用于化学工业， 所述常见产物例如粘合剂、香料和香水、个人护理产品，以及涂料诸如漆。目 前，1,3-丙二醇从粗油组分、丙烯或环氧乙烷，或源自玉米的葡萄糖合成。然 而，用于回收化学废料的常见的化学加工涉及使处理流对于用于生物转化的细 菌来说更具耐受性。通过添加大量的酸或碱，或采用大量的能量来移除盐和杂 质，工业上提供适于非极端微生物生存的条件。甘油是生物柴油生成的另一 种常见废产物，其可被转化成有用的化合物。随着近期生物柴油生成的激增， 甘油已经从相对特殊的日用品成为了严重过度生成的废产物。许多大型化学与 农业公司已试图寻找甘油的高效转化方式。主要处理目标之一是通过微生物代 谢将甘油转化成1,3-丙二醇(图1)。已经成功地鉴定了能够进行该反应的微生物 菌株；然而，其在商业上可能不太可行，因为粗甘油产物需要被处理。就甘油 会增加施于细菌上的压强而言，甘油的作用方式与盐非常类似。考虑到经济上 的可行性，该工艺必须能够采用有限的处理就能将粗甘油产品转化成1,3-丙二 醇。因此，仍需要将化学废料转化成有用的化合物和产物的改善的方法。

发明内容

本发明通过提供一种生成1,3-丙二醇的方法而解决了上述问题。所述方法 包括使盐厌氧菌(Halanaerobium)与甘油源发酵，由此产生1,3-丙二醇。发酵可 在高pH和高盐浓度下进行，并且无需从甘油原料移除杂质。可通过向发酵培养 物补充维生素B₁₂来提高发酵转化率。

附图的简要说明

图1说明将甘油转化成1,3-丙二醇的过程；

图2是盐厌氧菌嗜盐碱(haloalkaliphilic)物种的扫描电子显微镜(SEM)照 片；

图3是甘油消耗的散点图；

图4是甘油消耗的散点图；

图5是1,3-丙二醇生成的散点图；

图6是1,3-丙二醇生成的散点图；

图7显示的散点图显示峰高度和峰面积之间的甘油浓度比较；

图8显示的散点图显示峰高度和峰面积之间的1,3-丙二醇浓度比较；和

图9的图显示增加维生素B₁₂的浓度对1,3-丙二醇生成(转化)的影响。

优选实施方式详述

本发明提供一种用于发酵生成1,3-丙二醇的方法，该方法无需进行当前所 需步骤：预处理、脱盐或中和以降低原料或发酵培养基的盐度或pH，或移除通 常存在于粗原料中的废料副产物。本发明方法能够经调整以适应更大规模、商 业或工业应用以从化学废料的微生物发酵中生成作为有用前体物质的1,3-丙二 醇，所述化学废料具体是包含甘油或甘油源的化学废原料，所述方法以低成本 且环境友好的方式进行。