[发明专利]一种发酵生产长链二元酸的方法

说明书

本发明公开了一种发酵生产长链二元酸的方法，该发酵过程中菌体浓度以光密度OD₆₂₀计，OD₆₂₀为10～30。本发明的方法能够显著提高长链二元酸的发酵转化率，且成本低廉，操作简单，适合大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及发酵领域，具体涉及一种发酵生产长链二元酸的方法。

背景技术

长链二元酸有着非常广泛的用途，以长链二元酸为原料可以合成特种聚酰胺、高级香料、高档热熔胶、耐寒增塑剂、高级润滑油、高级防锈剂、高级油漆和涂料等。长链二元酸通常可以用化学法或生物法来合成。化学法合成路线长，反应需要高温高压，对催化剂要求比较苛刻，因此在工业规模上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。而生物法是以长链烷烃为底物，通过微生物转化得到，利用微生物双末端氧化的特殊功能以正构烷烃为底物发酵制备长链二元酸。由微生物氧化烷烃生成长链二元酸的机理研究可知：其主反应是α，ω-氧化，副反应是α-氧化脱羧和β-氧化，使生成的产物长链二元酸被进一步氧化降解。β-氧化主要给微生物生长提供能量，维持微生物细胞的转化活力，这就导致底物烷烃不能全部转化为产物二元酸，而烷烃的转化率对于二元酸的生产成本是至关重要的。

中国专利CN102808004A和CN1259424C公开了一种提高长链二元酸发酵产率的方法。该方法通过在发酵过程中添加α-氧化脱羧或β-氧化抑制剂来提高发酵转化率，使用的抑制剂为盐酸氯丙嗪、卤代脂肪酸等试剂，此类试剂价格昂贵，增加二元酸的提取精制工艺和成本，且转化率最高只提高到89％(w/w)。中国专利CN105755062A公开了一种利用氧化还原电位调控发酵过程生产长链二元酸的方法。该方法通过调节通气量、搅拌转速，并结合氧化剂和还原剂实现长链二元酸的两阶段ORP控制发酵，但未提及二元酸产率。中国专利CN103074325A公开了一种长链二元酸的热带假丝酵母菌的诱变方法，该方法利用菌种诱变筛选高产菌株，但未提及二元酸转化率。国外研究长链二元酸的文献大多是对菌株进行基因改造，通过阻断或者弱化脂肪酸β氧化的相关酶系，强化脂肪酸α-ω氧化的酶系来提高产品的产率。

综上所述，现有技术中发酵法生产长链二元酸的工艺，发酵转化率普遍不高，而各种提高长链二元酸发酵转化率的方法成本较高，且效果并不十分显著，现有技术中尚没有一种能够高效提高长链二元酸发酵转化率，且操作简单，成本低的方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的长链二元酸发酵转化率不高，为了提高发酵转化率，需要增加大量成本且效果并不显著的缺陷，提供一种发酵生产长链二元酸的方法，本发明的方法能够显著提高长链二元酸的发酵转化率，且成本低廉，操作简单，适合大规模工业化生产。

一种发酵生产长链二元酸的方法，所述发酵以烷烃为底物，所述发酵过程中菌体浓度以光密度OD₆₂₀计，OD₆₂₀为10～30，优选12～21。

现有技术中，对提高长链二元酸发酵转化率的方法有诸多研究，但尚未有通过控制发酵过程菌体浓度(以光密度OD₆₂₀)就来提高发酵转化率的报道。发明人经过对长链二元酸发酵工艺的诸多研究，发现：菌体浓度，对长链二元酸的发酵转化率有很大的影响。通过将菌体浓度控制在特定的范围内，可以有效提高长链二元酸的发酵转化率；在此基础上，发明人从机理方面深层次研究了该现象，发现：菌体密度之所以对发酵转化率有显著影响，是因为菌体密度对底物的转化、中间产物、副产物的产生等均有影响，只有在一定平衡条件下，才能实现高的长链二元酸的发酵转化率；一方面菌体浓度过高，底物转化速度过快，辅酶NADPH供应不足，β氧化增强，导致底物转化率低，且中间产物羟基羧酸积累过多导致产品质量下降；另一方面菌体浓度过低，底物转化速度过慢，消耗底物过多来维持能量导致转化率降低，且发酵周期延长导致生产强度降低，增加生产成本。故控制合理的菌体浓度可有效提高长链二元酸的发酵转化率。

以上，针对上述技术方案的优选的技术方案，做进一步说明。