[发明专利]一种发酵制备长链二元酸的方法

说明书

本发明涉及一种发酵制备长链二元酸的方法，包括（1）将长链二元酸发酵菌培养获得种子液；（2）在烷烃中加入脂肪酸和水，进行超声处理，获得胶团状烷烃；（3）将预处理后烷烃、种子液加入发酵培养基中，采用区间调控pH值的方式进行发酵，直至发酵结束。本发明通过增加烷烃预处理工序，提高烷烃转化率，并且减少烷烃损失，实现烷烃一次添加，简化工艺过程。

技术领域

本发明属于生物化工领域，具体涉及一种发酵制备长链二元酸的方法。

背景技术

长链二元酸（Long chain dicarboxylic acids）是指碳链中含有10个以上碳原子的脂肪族二羧酸（简称DCn），包括饱和及不饱和二羧酸，是一类有着重要和广泛工业用途的精细化工产品。同时也是化学工业中合成高级香料、高性能尼龙工程塑料、高档尼龙热熔胶、高温电介质、高级油漆和涂料、高级润滑油、耐寒性增塑剂、树脂、医药和农药等重要原料。

发酵法生产长链二元酸是利用微生物特有的氧化能力和微生物胞内酶的作用，在常温常压下分别通过α、ω-氧化，将长链正烷烃两端的甲基氧化成为羧基，生成相应链长的各种长链二元酸。能利用石油烃类的细菌、霉菌和放线菌的种类很多，其中假丝酵母属（candida）的酵母菌是正烷烃发酵生产二元酸的高产微生物。长链二元酸发酵是典型的气相（氧气）-水相（发酵液）-油相（烷烃）-固相（菌体）四相体系。烷烃底物作为发酵后期的唯一碳源添加量通常为20%-30%，由于烷烃水溶性较差，在通气发酵体系中较多的烷烃会受汽提作用而损失，因此长链二元酸发酵多采用批次发酵，发酵过程中补加烷烃的形式。中国专利CN102115767A公开了一种微生物同步发酵正十一烷生产十一碳二羧酸方法，通过在60、90、120小时补加正十一烷，使发酵液中正烷烃浓度始终≥5%（V/V）。

为了维持四相体系的均一性，提高烷烃在发酵体系中的溶解性，在培养基中添加乳化剂也是一种常规手段。中国专利CN102115768A公开了一种微生物同步发酵正十六烷生产十六碳二元酸的方法，添加表面活性剂0.1～2 g/L以增强油相的乳化效果。一般情况下乳化剂并非微生物代谢所需成分，因此这种外加乳化剂的方式会对正常的微生物发酵产生不利影响。

现阶段为了提高烷烃在水相体系中的溶解效果，在烷烃预处理方面也进行了相关研究。中国专利CN103805643A公开一种生产长链二元酸的方法，在发酵过程中加入乳化烷烃，改善了发酵体系中水相和油相间的相容性，提高了发酵体系中烷烃的转化率和二元酸产品的收率。该方法采用微波乳化的方式对烷烃预处理，虽然能够提高烷烃的乳化效果，但微波辐射危害大，实际应用存在困难。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种发酵制备长链二元酸的方法。本发明通过增加烷烃预处理工序，提高烷烃转化率，并且减少烷烃损失，实现烷烃一次添加，简化工艺过程。

本发明提供的发酵制备长链二元酸的方法，包括以下内容：

（1）种子液制备：将长链二元酸发酵菌培养获得种子液；

（2）烷烃预处理：在烷烃中加入脂肪酸和水，进行超声处理，获得胶团状烷烃；

（3）长链二元酸发酵：将预处理后烷烃、种子液加入发酵培养基中，采用区间调控pH值的方式进行发酵，直至发酵结束。

本发明中，所述的长链二元酸发酵菌为具有完整α、ω-氧化途径的微生物，如可以是假丝酵母属、隐球酵母属、内孢霉属、汉逊氏酵母属、毕赤氏酵母属、红酵母属、球拟酵母属或丝孢酵母属等中的至少一种，优选热带假丝酵母菌。