酸的发酵条件初探

就假丝酵母对石油烷烃进行发酵生成十三碳二元酸进行了研究.当湿菌体含量升至6.0%以上时,在pH7.0、温度30℃和发酵时间120h的条件下,流加轻油发酵,十三碳二元酸的生成量可达70g/L以上.     

石油发酵长链二元酸的研究——(Ⅰ)二元酸产生菌的筛选方法、菌种鉴定及产物分析

微生物能将正烷烃分子两末端氧化成二元脂肪酸。我们设计了应用指示菌筛选产二元酸菌株的方法,并对产短链二元酸之解脂假丝酵母192(Candida lipolytica 192),和热带假丝酵母79(Candida tropicalis 79),用MNNG诱变育种,挑选在十五烷及十三烷 1:13二羧酸培养基上不生长或生长极差,可能是因β氧化受阻而积聚长链二元酸的突变种进行发酵。发酵产物经熔点测定、质谱分析、元素分析、气相色谱和红外光谱分析,证明为α,ω-十三烷1:13二羧酸。发酵产量解脂假丝酵母94为8.1克/升,热带假丝酵母N-15和N-26分别为14克/升和10克/升。 三株指示菌、不动杆菌(Acinetobacter sp)I_7、C_5和C_(11),对一元酸及二元酸的利用有差异,I_7能利用六碳以上二元酸及一元酸,C_5能利用八碳以上二元酸及一元酸,而C_(11)则只能利用一元酸生长。因此可以根据发酵液在这一组指示菌上的反应,筛选短链二元酸的产生菌。对应用指示菌作二元酸定量测定的方法也进行了讨论。     

烷烃发酵产生1，13-十三碳二元酸及其诱导作用的研究

从能利用正十二烷产生1,12-十二碳二元酸的热带假丝酵母突变株D28出发,经两次紫外线照射诱变,选育到一株从正十三烷产生1,13-十三碳二元酸较高的突变株2—23号菌。该突变株较出发菌株提高产酸率20％,达40．4g／L。突变株2—23也能将一定链长的长链烷烃以较高的产率转变成相应的单一二元酸。此外,在产酸摇瓶条件试验中观察到烷烃的诱导作用,使突变株产酸能力得以提高。用烷烃预培养的种子发酵正十三烷,其产生1,13一十三碳二元酸的量较糖质碳源培养的种子发酵时要提高30％。     

高产十四碳二元酸的新菌株

中国科学院微生物研究所陈远童教授在石油微生物领域 ,微生物正烷烃代谢产物和代谢途径的基础理论研究以及微生物发酵正烷烃生产长链二元酸系列产品的应用开发研究中 ,取得优异成绩 ,尤其通过国家“八五”和“九五”科技攻关 ,先后培育出高产十五碳二元酸 (DC15)、十二碳二元酸 (DC12 )和十三碳二元酸 (DC13) 3株高产突变株 ,通过代谢调控和过程优化 ,在 2 5吨罐中试和 2 0吨罐规模工业生产试验研究中 ,把DC15、DC12 和DC13的发酵产酸水平稳定在 1 80～ 2 0 0g/L的国际领先水平。并率先在国内建成国际上首家千吨级规模的二元酸生产工…     

烷烃发酵产生1，13-十三碳二元酸及其诱导作用的研究

从能利用正十二烷产生1,12-十二碳二元酸的热带假丝酵母突变株D28出发,经两次紫外线照射诱变,选育到一株从正十三烷产生1,13-十三碳二元酸较高的突变株2—23号菌。该突变株较出发菌株提高产酸率20％,达40．4g／L。突变株2—23也能将一定链长的长链烷烃以较高的产率转变成相应的单一二元酸。此外,在产酸摇瓶条件试验中观察到烷烃的诱导作用,使突变株产酸能力得以提高。用烷烃预培养的种子发酵正十三烷,其产生1,13一十三碳二元酸的量较糖质碳源培养的种子发酵时要提高30％。     

石油发酵长链二元酸的研究——Ⅲ.热带假丝酵母(Candida tropicalis)多倍体变种生产十三烷1∶3二羧酸的发酵条件研究

对热带假丝酵母(Candida tropicalis)多倍体变种NP_(CO)N22的十三烷1:13二羧酸高产发酵进行了研究。乙醇、可溶性淀粉、尿素、磷酸氢二铵等为较好的碳、氮源,但尿素等氮源的量增加时则完全抑制了二元酸的合成。烷烃发酵的适宜起始pH值在6～7之间,而发酵过程中则以维持pH值在8～8.5为佳。通气量Ks=0.8毫克分子O_2/升/分时,二元酸的产量最高。苯巴比妥和巴比妥酸钠能明显促进二元酸的合成。以乙醇和蔗糖为碳源,结合补料及调节pH,发酵190小时,十三烷1:13二羧酸产量分别达77.2克/升和72.5克/升。热带假丝酵母多倍体变种能氧化从癸烷至十八烷的正烷烃为相应碳链的长链二元酸,但以十三烷1:13二羧酸的产量为最高。     

产业化信息

继1999年和2002年,淄博广通公司和上海凯赛公司先后转让中国科学院微生物研究所的长链二元酸生物合成技术,在山东淄博龙泉地区和济宁地区建成两座千吨级规模生物合成工厂之后,2006年3月,第3座千吨级规模的长链二元酸生物合成新工厂耸立在我国江苏省淮安市开发区大地上,中国科学院微生物研究所技术发明人陈远童教授等带着新研制的第三代生物合成新技术下厂指导试生产。新技术在50吨规模的发酵罐中一次试车成功,十二碳和十三碳二元酸的发酵产酸水     

十五碳二元酸发酵过程中β氧化的控制

目的：提高烃酸转化率,降低发酵法生产十五碳二元酸成本。方法：考察几种碳源和β氧化抑制剂丙烯酸对菌体生长、烃酸转化率及产酸的影响,并对乙酸钠的作用机制进行讨论。结果：发酵培养基加入的几种碳源中,乙酸钠对十五碳二元酸发酵影响最大。加入0．4（W／V）乙酸钠,转化率比对照组提高21％,产酸量比对照组提高22．5％;转入产酸期后加入0．1（WV）丙烯酸,产酸进一步提高16％。结论：乙酸钠和丙烯酸能够部分控制β氧化,可以有效降低发酵法生产十五碳二元酸成本。     

肉毒碱乙酰转移酶基因敲除对长链二元酸生产代谢过程的影响

在利用热带假丝酵母发酵生产长链二元酸的过程中 ,脂肪酸将进入 β 氧化途径 ,代谢产生能量 ,从而降低产物收率。首次以负责运输的肉毒碱乙酰转移酶为改造目标 ,在肉毒碱乙酰转移酶基因中插入潮霉素B抗性基因 ,构建DNA转化质粒 ,并进行一次同源重组 ,得到肉毒碱乙酰转移酶基因单拷贝敲除的基因工程菌。根据摇瓶实验结果 ,该基因工程菌与原始菌株相比 ,十三碳二元酸的产量与摩尔转化率分别提高了 13 0 %和 11 8%。     

十二碳二元酸发酵研究

长链二元酸(long-chain dicarboxylic acid,DCA)是指C10以上的脂肪族二元羧酸。它们是一类重要的精细化工原料,广泛用于大环麝香、工程塑料、耐寒增塑剂、尼龙纤维、热熔胶以及液晶的合成,也是医药和农药合成的原料。其中十二碳二元酸(DCA12)市场需求量较大,主要用于合成高级工程塑料尼龙1212、服装用尼龙热熔胶和高级涂料等,目前由化学法和发酵法生产。由于发酵法其原料来源容易、生产条件温和、产品纯度高等待点,深受重视。国内外对发酵法制取DCA12的研究较为深入^[1-6],1998年我国已实现了工业化生产^[7]。热带假丝酵母(Candida tropicalis)突变株SP—UV—56是一株高产十三碳二元酸(DCA13)生产菌^[8],已用于工业发酵生产DCA13。现报道该突变株在10L罐发酵生产DCA12的结果。     

长链二元酸的来源

十个碳以上的长链二元酸,虽然是一类精细化工产品,有着重要和广泛的工业用途,但它们在自然界中不单独存在,其来源有３个途径：（１）植物油裂解制取：一部分长链二元酸,可以从植物油裂解制取。例如癸二酸（ＤＣ１０）是从蓖籽油裂解而得到。十三碳二元酸（ＤＣ１３）需从菜籽油中提取出甘油芥酸酯,然后再经臭氧氧化制取,但用此法制取的ＤＣ１３,其纯度只达到７０％左右,不符合化工上合成麝香－Ｔ香料的纯度要求;而十五碳二元酸（ＤＣ１５）,是从蒜头果油中提取出一种脑神经酸,再经过裂解才可得到。以上３种二元酸,虽可分别从３…     

十二碳二元酸、十五碳二元酸发酵新工艺鉴定会资料

中国科学院微生物研究所开发研制的“十二碳二元酸（ＤＣ１２）工业发酵生产新工艺”和“微生物发酵生产十五碳二元酸（ＤＣ１５）新工艺”。在 １９９８年 １１月 ９日中国科学院组织的鉴定会上同时通过了。 据查新结果表明,ＤＣ１２研究的总体技术水平为国际领先,是国际上首家用生物工程技术工业化ＤＣ１２。该产品技术先进成熟,品质优良,市场潜力大,是合成高级工程塑料尼龙１２１２,高档服装用热熔胶,高级涂料和树脂等的重要原料。专家建议,加快产业化速度,以产生更好的经济和社会效益。十二碳二元酸、十五碳二元酸发酵新工艺鉴…     

十三碳二元酸发酵过程菌体生长期动力学模型及其应用

介绍了由十三碳烷烃生产十三碳二元酸的发酵过程,对其中的菌体生长期的代谢过程进行了分析。提出了以CO₂释放率判断菌体生长状况的方法,据此可确定进入产酸期的最佳时间．建立了菌体生长期底物消耗及菌体生长的动力学模型,对模型参数进行了回归估值。并对菌体生长期进行了拟合。结果表明,模型的计算值和实测值吻合得较好,平均相对偏差为2．4％。利用所建模型对菌体生长期进行多种操作条件下的模拟计算,结果表明,提高蔗糖浓度及初始菌体浓度均能显著地提高菌体生长期结束时的菌体浓度。     

十二碳二元酸的发酵研究

热带假丝酵母(Candidatropicalis)UH248菌株在单因子实验的基础上经过正交实验后,以正十二烷发酵生成十二碳二元酸的产酸量从817g/L提高到1082g/L。而其二元酸产品的纯度(>97%)满足工业生产的需要。吐温60010%、尿素012%、维生素B2150μg/L、青霉素150μ/mL、丙氨酸050%的浓度时也对十二碳二元酸产量有促进作用。用一株以UH248为母株诱变筛选的新的优良突变株HP12菌株,在最佳条件下,20m³罐中发酵151h,十二碳二元酸的平均产量达2021g/L。     

十三碳二元酸发酵过程产酸期拟均相动力学模型及其应用

分析了十三碳二元酸发酵过程中产酸期的代谢特点,对产酸期四相体系发酵动力学进行了研究。提出了菌体生长、产物形成及底物消耗的动力学模型,对模型参数进行了回归估值,并对产酸期进行了拟合,结果表明,模型的计算值和实测值较为吻合,平均相对偏差为3．6％。利用所建模型对产酸期进行了多种操作条件下的模拟计算,结果表明,提高进入产酸期的菌体浓度、缩短菌体生长期时间及降低发酵液中产物浓度具有提高产物形成速率的有效途径。     

尿素对热带假丝酵母(Candida tropicalis)合成长链二元酸途径的调节 Ⅰ.抑制和阻遏作用

尿素明显地影响热带假丝酵母的长链二元酸合成。当存在适量尿素(0.1％)时,长链二元酸大量合成,但当尿素量增加至0.2％以上时,长链二元酸基本上不积聚,但短链二元酸,主要是庚二酸有所增加。 尿素的利用呈S形曲线,说明尿素可能经酶的诱导利用。在发酵中当尿素量增至0.2％以上时,整个发酵过程均残留少量尿素,它对长链二元酸的合成起着调节作用。 发酵中加入和尿素含氮量相当的酒石酸铵或硫酸铵以代替尿素,或在适量尿素的发酵过程中,补加入和0.1％尿素含氮量相当的氨时,均不明显抑制长链二元酸的合成,但在不同时间补加入0.1％尿素时,则受强烈抑制。 适量尿素(0.1％)培养的休止菌体,在不同时间补加尿素都显著抑制长链二元酸的合成,表明尿素对已生成的酶系具有抑制作用。但过量尿素培养的休止菌体,不能转化烷烃生成长链二元酸,说明过量尿素所培养菌体的长链二元酸合成酶系受到显著的阻遏作用。 适量尿素培养的休止菌体,在不同时间加入氨,它的抑制作用远较尿素为低。用适量尿素含氮量相当的铵盐培养的休止菌体,亦具有类似现象,但过量氨培养的休止菌体转化时仍能生成多量长链二元酸。以上均说明尿素对长链二元酸合成的影响不是氨而是尿素分子本身起了抑制和阻遏作用。 尿素分子的化学结构类似物——硫脲和胍也具     

中国科学院微生物研究所发酵工程部简介

微生物研究所发酵工程部是一个为研究扩试、中间放大试验,使研究阶段成果投入工业规模生产提供可行性研究,完成工艺工程技术参数的中间试验基地,是科学研究和工业规模生产的中间接口.同时它也是一个具有较强的开发和适度生产规模的生产试验场.多年来,发酵工程部为科研服务显示了相当的优势和良好的服务质量.近几年完成的中间试验有黄单胞菌多糖发酵和后提取制备工艺;临床诊断用胆固醇氧化酶发酵及提取工艺;葡萄糖氧化酶发酵及提取工艺;胆固醇酯酶的发酵及提取制备工艺;葡萄糖酸钠的微生物发酵生产工艺;新多氧霉素的发酵及提取工艺;十五碳二元酸的发酵及提取工艺;医用灵芝及香菇的发酵工艺等.中试结果大大超过了实验水平,如十五碳二元酸产酸率已达到世界领先水平.     

尿素对热带假丝酵母合成长链二元酸途径的调节III．菌体生长和碳代谢平衡

本文通过热带假丝酵母(Candida tropicalts)在不同量尿素中的生长、磷和碳代谢方面的研究来探讨尿素的调节作用。结果指出,过量尿素(0 3％)培养1 20小时的酵母凶体干重为适量尿素(0．1％)培养的菌体干重的162％,但二元酸及其它代谢产物的量却大为减少。发酵过程氧的吸收和二氧化碳的释出明显地高于0.1％尿素的发酵过程。     

中国科学院微生物研究所发酵工程部简介

微生物研究所发酵工程部是一个为研究扩试、中间放大试验,使研究阶段成果投入工业规模生产提供可行性研究,完成工艺工程技术参数的中间试验基地,是科学研究和工业规模生产的中间接口.同时它也是一个具有较强的开发和适度生产规模的生产试验场.多年来,发酵工程部为科研服务显示了相当的优势和良好的服务质量.近几年完成的中间试验有黄单胞菌多糖发酵和后提取制备工艺;临床诊断用胆固醇氧化酶发酵及提取工艺;葡萄糖氧化酶发酵及提取工艺;胆固醇酯酶的发酵及提取制备工艺;葡萄糖酸钠的微生物发酵生产工艺;新多氧霉素的发酵及提取工艺;十五碳二元酸的发酵及提取工艺;医用灵芝及香菇的发酵工艺等.中试结果大大超过了实验水平,如十五碳二元酸产酸率已达到世界领先水平.     

生产长链二元酸菌株的诱变筛选

能用于正烷烃发酵生产长链二元酸的较好微生物都是酵母菌,尤其是假丝酵母属中的热带假丝酵母（Ｃａｎｄｉｄａ ｔｒｏｐｉｃａｌｉｓ）和阴沟假丝酵母（Ｃａｎｄｉｄａ ｃｌｏａｃａｅ）。 关于二元酸,知道Ｃ１０以下的短链二元酸在自然界广泛存在,确立起来的工业制造方法也多,而Ｃ１０以上的长链二元酸,天然存在的少,化工上难以合成。迄今为止,对二元酸的研究主要集中在Ｃ１０以上的长链二元酸。但是,所有野生菌株都难以积累和基质链长相同的长链二元酸,也就是说,它们的β-氧化能力太强。 Ｕｃｌｉｏ等研究了阴沟假丝酵母３１０…