一种利用土曲霉发酵生产衣康酸的培养基及其应用的制作方法

allin2025-05-21  51


本发明涉及生物发酵,涉及一种利用土曲霉发酵生产衣康酸的培养基及其应用,具体的说是一种利用含尿素和玉米浆水解液的培养基发酵土曲霉生产衣康酸的方法。


背景技术:

0、技术背景

1、衣康酸,又名甲叉琥珀酸,亚甲基丁二酸,是世界上第五大有机酸,并被美国能源部选为12种可从糖平台技术出发制备的最具开发和应用潜力的生物精炼高附加值产品之一。衣康酸能够发生加成、聚合和酯化等多种反应,其中尤其重要的是衣康酸的酯化反应。衣康酸酯类是生产涤纶、树脂、塑料、橡胶、药物、表面活性剂、无毒食品包装材料等的工业原料,广泛应用于化工行业。

2、衣康酸的生产方法有化学合成法、柠檬酸分解法和微生物发酵法。其中微生物发酵法由于原料来源广泛、成本低、生产条件温和,是目前国内外生产衣康酸的主要方法。

3、目前工业化生产衣康酸的菌种大多数是土曲霉,而使用土曲霉的培养基中,速效氮源一般是硝酸铵,但是硝酸铵是易燃易爆化学品,在购买及运输过程中需要特种押运,具有一定的危险性,变相的增加了生产成本。另外,玉米浆是目前生产上常用的辅助氮源,但因玉米浆质量的不稳定性往往会造成发酵产量的不稳定。目前还未发现关于土曲霉利用尿素和玉米浆水解液发酵生产衣康酸的相关报道。


技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点,提供一种利用土曲霉发酵生产衣康酸的培养基及其应用,用尿素替代硝酸铵作为速效氮源,解决原料购买及使用的缺陷,同时利用玉米浆水解液作为辅助氮源,并代替磷酸盐使用,降低部分无机盐原料成本,对土曲霉进行发酵,能够高效生产衣康酸。

2、为实现上述目的,本发明提供了一种玉米浆水解液的制备方法:利用玉米浆水解酶(植酸酶)酶解制备,先将玉米浆用水稀释,得玉米浆稀浆,然后加入植酸酶,植酸酶添加量为1l玉米浆稀浆中添加0.125g-0.25g,水解温度设置为40℃,水解2-3h,高温灭活,制得玉米浆水解液;以干物质计算,所述玉米浆水解液中溶磷含量为14000-18000ug/g。

3、所述玉米浆稀浆中的干物质质量含量为20%-25%。

4、本发明还提供一种利用土曲霉发酵生产衣康酸的培养基,所述土曲霉菌株为衣康酸生产菌,购买于山东省食品发酵工业研究院。所述培养基含有所述玉米浆水解液,具体配方为:尿素0.75-1.2g/l,玉米浆2.0-3.0g/l,玉米浆水解液0.6-1.0g/l,硫酸镁0.2g/l,硫酸亚铁0.01-0.03g/l,硫酸铜0.01-0.03g/l,氯化钾 1.0-1.5g/l,葡萄糖120-140g/l,ph2.5-3.5。

5、本发明还提供所述培养基在生产衣康酸中的应用,具体步骤如下:

6、(1)斜面培养:将所述衣康酸生产菌土曲霉甘油管接种于斜面培养基中,37℃培养4-5天,待斜面菌苔变成土棕色即可使用;所述斜面培养基配制如下:葡萄糖20-30g/l,氯化钠15-25g/l,玉米浆3.0-5.0g/l,硫酸镁 2.0-3.0g/l,硫酸亚铁0.01g/l,琼脂粉20g/l,其ph值为5.0-6.0;

7、(2)麸曲瓶培养:将斜面菌苔用无菌水洗下接入装有50g麸曲培养基的500ml三角瓶中培养,控制温度30℃,湿度控制40%-60%,培养7天;培养结束后将1-2个麸曲孢子瓶用生理盐水重悬并收集到5l的无菌瓶中,得到发酵罐的孢子种子液;

8、(3)发酵罐培养:将孢子液接入发酵罐,罐内发酵培养基配方组成如下:尿素0.75-1.2g/l,玉米浆2.0-3.0g/l,玉米浆水解液0.6-1.0g/l,硫酸镁0.2-0.4g/l,硫酸亚铁0.01-0.03g/l,硫酸铜0.01-0.03g/l,氯化钾 1.0-1.5g/l,葡萄糖120-140g/l,ph 2.5-3.5;控制温度37℃,发酵至发酵液中还原糖浓度低于0.5%,衣康酸产量无明显提高时放罐;发酵周期在52h以内,衣康酸产量85 g/l以上,糖酸转化率达65%。

9、本发明与现有技术相比,培养基中用尿素替代硝酸铵作为速效氮源,解决原料购买及使用的缺陷,同时利用玉米浆水解液作为辅助氮源,并代替磷酸盐使用,降低部分无机盐原料成本;利用本发明培养基生产衣康酸,衣康酸发酵产率高且稳定,发酵周期52h以内,衣康酸产量85 g/l以上,糖酸转化率达65%,比原有工艺,发酵周期缩短8h以上,转化率由60%提高至65%左右;该培养基制备方法简单,适于工业化生产,市场前景广阔。



技术特征:

1.一种玉米浆水解液的制备方法,其特征在于,先将玉米浆用水稀释,得玉米浆稀浆,然后加入植酸酶,植酸酶添加量为1l玉米浆稀浆中添加0.125g-0.25g,水解温度设置为40℃,水解2-3h,高温灭活,制得溶磷含量在14000-18000ug/ g的玉米浆水解液,所述溶磷含量以干物质计算。

2.根据权利要求1所述玉米浆水解液的制备方法,其特征在于,所述玉米浆稀浆中干物质的质量含量为20%-25%。

3.一种利用土曲霉发酵生产衣康酸的培养基,其特征在于,所述土曲霉菌株为衣康酸生产菌,所述培养基含有权利要求1所述玉米浆水解液,具体配方为:尿素0.75-1.2g/l,玉米浆2.0-3.0g/l,玉米浆水解液0.6-1.0g/l,硫酸镁0.2g/l,硫酸亚铁0.01-0.03g/l,硫酸铜0.01-0.03g/l,氯化钾1.0-1.5g/l,葡萄糖120-140g/l,ph 2.5-3.5。

4.权利要求3所述培养基在生产衣康酸中的应用,其特征在于,利用所述培养基发酵土曲霉生产衣康酸,发酵周期52h以内,衣康酸产量85g/l以上,糖酸转化率达65%。

5.根据权利要求4所述培养基在生产衣康酸中的应用,其特征在于,具体步骤如下:


技术总结
本发明涉及生物发酵技术领域,涉及一种利用土曲霉发酵生产衣康酸的培养基及其应用,所述培养基配方为:尿素0.75‑1.2g/L,玉米浆2.0‑3.0g/L,玉米浆水解液0.6‑1.0g/L,硫酸镁0.2g/L,硫酸亚铁0.01‑0.03g/L,硫酸铜0.01‑0.03g/L,氯化钾1.0‑1.5g/L,葡萄糖120‑140g/L,pH 2.5‑3.5;利用本发明培养基生产衣康酸,衣康酸发酵产率高且稳定,发酵周期52h以内,衣康酸产量85 g/L以上,糖酸转化率达65%,比原有工艺,发酵周期缩短8h以上,转化率由60%提高至65%左右;该培养基制备方法简单,适于工业化生产,市场前景广阔。

技术研发人员:张志来,如马南木·尼合买提,乃莆提·叶达尔达拉提,张杰,田立维,刘乃涛
受保护的技术使用者:新疆沂利泓生物新材料科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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