[发明专利]生物发酵生产长链二元酸的方法

说明书

本发明公开了一种生物发酵生产长链二元酸的方法，发酵开始时或发酵过程中，菌体浓度达到OD620为50～200。本发明的生物发酵生产长链二元酸的方法，转化率高，生产强度高，具体良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物发酵生产长链二元酸的方法。

背景技术

长链二元酸(Long chain dicarboxy acids)是指碳链中含有9个及以上碳原子的脂肪族二元酸(简称DCn)，包括饱和以及不饱和二元酸，是一类有着重要和广泛工业用途的精细化工产品，是化学工业中合成高级香料、高性能工程塑料、高温电介质、高档热熔胶、耐寒增塑剂、高级润滑油、高级油漆和涂料等的重要原料。

长链二元酸在自然界中并不存在，一般可以通过化学合成法和生物发酵法制备得到。化学合成方法合成路线长，反应条件严格，需要在高温高压条件下进行，并且对催化剂要求比较苛刻，因此在工业规模上，以化学法合成的长链二元酸品种较少，只有十二碳长链二元酸等少数品种。微生物发酵法兴起于70年代，其在石油化工领域有广泛的应用，在国内外受到普遍重视。目前长链二元酸的生产已逐步采用生物发酵法进行。

在长链二元酸的生物发酵法生产的研究中，我国在培育高产菌株、优化发酵工艺和建立分离提取方法等方面取得了突出成绩，但目前普遍存在的问题在于：长链二元酸发酵生产强度较低。例如：中国专利CN1928100A中DC12生产效率是1.3g/L·h，中国专利CN102115765A中十七碳二元酸的生产效率为1.13g/L·h，中国专利CN10225411A中混合二元酸的生产效率仅有0.92g/L·h。为提高生产强度，一般从重点研究菌种筛选和改良等方面进行了大量研究工作，例如：专利CN1233658A、CN1130685A、CN1162644A、CN1369464A、CN1092108A、CN1034579A、CN1046757A等。

目前，通过对发酵工艺的改变提高长链二元酸生产效率的报道并不多见。中国专利CN201410065873.0和CN201410067073.2针对长链二元酸发酵过程的特点，开发一种发酵与膜分离耦合生产长链二元酸的新技术。该技术利用膜工艺回流菌体并分离出已合成的高浓度二元酸，通过减少产物二元酸对其合成过程的抑制作用，来提高发酵过程的菌体密度，缩短发酵周期，提高合成二元酸的生产强度，采用膜分离回流菌体时，未被利用的正烷烃也同时返回至发酵过程，降低了二元酸提取过程烷烃分离的难度，上述两个方法的产酸量可以分别达到240g/L和250g/L，产酸速率分别大于1.5g/h·L和1.6g/h·L。但是，在上述基础上，对产酸速率和产酸量的更高的追求，是现有技术研究的动力。

发明内容

为了解决现有技术中生物法生产长链二元酸的工艺生产效率不够高且产酸量较低的问题，本发明提供一种生物发酵生产长链二元酸的方法，本发明的生物发酵生产长链二元酸的方法，转化率高，生产强度高，具体良好的应用前景。

一种生物发酵生产长链二元酸的方法，所述发酵开始时，或者，所述发酵过程中，菌体浓度达到OD₆₂₀为50～200，优选90～160。

以上针对上述技术方案的优选的技术方案做进一步说明。

本发明人在大量实践和理论分析的基础上，创造性的发现：菌体浓度是制约长链二元酸生产过程中转化过程的关键因素之一，特定的菌体浓度能够实现长链二元酸的高转化率和生产强度。本发明只需要在发酵开始时或者发酵过程中，实现上述菌体浓度即可，而对实现上述菌体浓度的方式和手段，不做任何限定。本领域技术人员均理解，只要实现了上述菌体浓度，不论采用怎样的方法，均在本发明的保护范围内。例如，本发明可以在菌体培养(生长阶段)与发酵过程(底物转化阶段)之间，增加菌体浓缩步骤，以此保证在发酵开始时或发酵过程中特定的菌体浓度，通过这样的方式，提高长链二元酸的转化率和生产强度。