專(zhuān)利名稱(chēng)：解脂耶羅威亞酵母新菌株及其在生物柴油生產(chǎn)過(guò)程中獲得的丙三醇組分的工業(yè)回收中的用途的制作方法
解脂耶羅威亞酵母新菌株及其在生物柴油生產(chǎn)過(guò)程中獲得 的丙三醇組分的工業(yè)回收中的用途本發(fā)明的主題是對(duì)在生物柴油生產(chǎn)中獲得的丙三醇組分(glycerolfraction) 進(jìn)行再加工的工業(yè)方法，以及特別適用于此過(guò)程的解脂耶羅威亞酵母(Yarrowia lipolytica)新菌株?？稍儆玫娜剂嫌统煞旨此^生物柴油的生產(chǎn)，主要包括由天然甘油三酯(通常為 植物脂質(zhì))經(jīng)轉(zhuǎn)酯作用產(chǎn)生脂肪酸酯。美國(guó)專(zhuān)利2. 271. 619揭示了在作為催化劑的基本上 無(wú)水的堿金屬羥化物存在下，通過(guò)添加少于5個(gè)碳的飽和一羥基脂肪醇，將高級(jí)脂肪酸的 甘油酯轉(zhuǎn)化為短醇的酯的方法。依照所述專(zhuān)利，該過(guò)程應(yīng)于86-212° F(30-100°C)下在反 應(yīng)器中進(jìn)行。醇的量不可超過(guò)甘油酯的1. 75倍，催化劑應(yīng)為甘油酯質(zhì)量的0. 1-0. 5%。隨后的專(zhuān)利改進(jìn)或補(bǔ)充了此專(zhuān)利。美國(guó)專(zhuān)禾Ij 2. 360. 844,2. 383. 632,2. 383. 580、
2.383. 581,2. 383. 614,2. 383. 633,2. 383. 596 以及 2. 383. 599，分別描述了美國(guó) 2. 271. 619 所述方法的連續(xù)變體，包括a)向該過(guò)程中添加酸并噴霧干燥；b)增加了對(duì)于未反應(yīng)的醇 進(jìn)行蒸餾的步驟；c)評(píng)估催化劑的活性，建議的PH為5-7 ；d)應(yīng)用部分脂肪酸酯技術(shù)；e)回 收未反應(yīng)的醇，并使液體酸化，以便改善酯與丙三醇的分離；f)使用各種方法轉(zhuǎn)化部分反 應(yīng)的甘油酯；g)與部分甲醇一起補(bǔ)充一羥基脂肪醇(非甲醇)，以便促進(jìn)液相的分離；以及 h)添加溶劑以便改善相分離。其他專(zhuān)利計(jì)劃進(jìn)行了更大范圍的修改和改進(jìn)。美國(guó)專(zhuān)利2. 494. 366,2. 383. 601、
3.963. 699,4. 303. 590,4. 371. 470,4. 668. 439,5. 399. 731,5. 434. 279 以及 5. 525. 126，也
主要建立在美國(guó)2. 271. 619所述的工藝之上。它們分別涉及a)向堿性催化劑中添加適量 的酸性催化劑；b)進(jìn)一步添加酸性的酯化催化劑；c)將該過(guò)程在恒溫和從真空到大氣壓力 的壓力條件下進(jìn)行，；d)添加第二次堿性催化作用階段；e)添加第二次酯化階段并使用吸 收劑去除烷基酯；f)導(dǎo)入蒸汽形式的醇；g)在較低溫度下增加酸的量來(lái)進(jìn)行該反應(yīng)；g)引 入使用酸進(jìn)行相分離的改進(jìn)方法；以及h)使用乙酸鈣和乙酸鋇的混合物作為催化劑。不考慮所用的工藝，在甘油三酯轉(zhuǎn)酯作用中形成的需要回收的主要副產(chǎn)物是所謂 的甘油酯組分，其由可溶解的親水性反應(yīng)產(chǎn)物組成，意即丙三醇、未使用的催化劑殘留物、 脂肪酸酯和用于轉(zhuǎn)酯作用過(guò)程的進(jìn)一步分離階段的其他試劑，例如磷酸和無(wú)機(jī)鹽。在生物柴油的生產(chǎn)中丙三醇組分的回收和/或循環(huán)成為重要的難題。本發(fā)明的目的是，提供容易回收在生物柴油生產(chǎn)中出現(xiàn)的丙三醇組分的方法。本 發(fā)明的特殊目的是，提供將丙三醇組分工業(yè)轉(zhuǎn)化為容易吸收的生物質(zhì)的有效方法。此方法 可用于工業(yè)規(guī)模來(lái)回收丙三醇組分，并考慮了所述組分的成分因所用生物柴油生產(chǎn)工藝的 不同而不同。所產(chǎn)生的生物質(zhì)的特征為，高含量的易吸收蛋白質(zhì)、維生素并能夠用作飼料添 加劑。出乎意料的是，這些限制性難題已經(jīng)在本發(fā)明中得到解決。本發(fā)明的目的是回收由生物柴油生產(chǎn)產(chǎn)生的丙三醇組分的工業(yè)方法，特征在于 將酵母解脂耶羅威亞酵母于溫度25-35°C、通氣量0. 2-4L空氣/IL培養(yǎng)基/分鐘、維持 在 2. 5-7. 5 的 pH 下，在由包含 20. 0-70. Og/Ι 的丙三醇組分、8. 5-15. Og/1 的(NH4)2SO4,1. 5-6. 5g/l 尿素、0· 5-3. Og/1 的 MgSO4X 7Η20、0· 1-2. Og/1 的 KH2PO4 和 0. 1-2. Og/1 的酵 母提取物的水性溶液組成的培養(yǎng)基中培養(yǎng)；直至培養(yǎng)基中的丙三醇實(shí)質(zhì)性耗盡，其中以 周期性方式維持該培養(yǎng)，在每個(gè)循環(huán)末期用部分新鮮培養(yǎng)基替換部分培養(yǎng)后液體培養(yǎng)基 (post-culture broth)0依據(jù)本發(fā)明的方法是指用于工業(yè)規(guī)模上，其中，優(yōu)選地，該培養(yǎng)是維持在至少1000 升的體積中。同樣優(yōu)選地，分離的培養(yǎng)后液體培養(yǎng)基包含15-35g/L的酵母干物質(zhì)，然而干 物質(zhì)的產(chǎn)生是以1. 5-3. Og/Lh的速率發(fā)生，并且生物質(zhì)的產(chǎn)生以培養(yǎng)基中0. 4-0. 5g干生物 質(zhì)/g丙三醇組分的最大效率發(fā)生。優(yōu)選地，干生物質(zhì)的蛋白含量按質(zhì)量計(jì)為30-50%。優(yōu)選 地，該培養(yǎng)利用解脂耶羅威亞酵母的SKOTAN菌株，該菌株以登錄號(hào)KP 2018p保藏于IBTOS。解脂耶羅威亞酵母的SKOTAN菌株已經(jīng)依照布達(dá)佩斯條約保藏于保藏庫(kù)中，由 食品和農(nóng)藝工業(yè)生物技術(shù)研究所(the Institute of Biotechnologyof the Food and Agriculture Industry,后文稱(chēng)為 IBPRS，ul. Rakowiecka 36. 02-532ffarsaw)維持，并獲得 KKP 2018p登錄號(hào)。其為野生型菌株，選自在設(shè)計(jì)本發(fā)明的過(guò)程中檢測(cè)的該種類(lèi)的許多其 他菌株之中，由 WroclawUniversity of Environmental and Life Sciences 收集。該選擇 標(biāo)準(zhǔn)主要包括基于丙三醇組分的培養(yǎng)條件。首先，此菌株，與所檢測(cè)的解脂耶羅威亞酵母的 所有菌株不同，產(chǎn)生了生物質(zhì)產(chǎn)生的異常良好的效率和對(duì)于有害培養(yǎng)條件的極大耐性，例 如增加的滲透壓和培養(yǎng)基相對(duì)低的PH。鑒于此，既然此菌株受其他微生物污染的危險(xiǎn)如此 低，培養(yǎng)該菌株則非常簡(jiǎn)單。同時(shí)，所產(chǎn)生的生物質(zhì)擁有更好的營(yíng)養(yǎng)特性，如高含量的易吸 收蛋白質(zhì)和維生素，尤其是維生素B。因此，它可以用作高質(zhì)量的飼料添加劑。本發(fā)明的另一個(gè)目的是以登錄號(hào)KP 2018p保藏于IBPRS的解脂耶羅威亞酵母的 SKOTAN 菌株。本發(fā)明的主題還有以登錄號(hào)KP 2018p保藏于IBPRS的解脂耶羅威亞酵母的 SKOTAN菌株在生物柴油生產(chǎn)產(chǎn)生的廢品回收中的用途。優(yōu)選地，將所產(chǎn)生的生物質(zhì)用于飼 料生產(chǎn)中。實(shí)施例1在基于來(lái)自生物柴油生產(chǎn)的丙三醇組分的培養(yǎng)基上產(chǎn)生酵母解脂耶羅威亞酵母 生物質(zhì)的過(guò)程中的培養(yǎng)基(培養(yǎng)基1)的成分，組成為(單位g/升)丙三醇組分20. 0-70. 0，優(yōu)選約 50. 0
(NH4)2SO4-8. 5-15. 0，優(yōu)選約 12. 6
尿素1. 5-6. 5，優(yōu)選約 4. 0
MgSO4 X 7H20-0. 5-3. 0，優(yōu)選約 1. 0
KH2PO4-0. 1-2. 0，優(yōu)選約 0. 5
酵母提取物0. 1-2. 0，優(yōu)選約 0. 5
自來(lái)水至 1000ml
PH-2. 5-7. 5，優(yōu)選約 3. 5-4. 0
在上述比例中，稱(chēng)出1100L培養(yǎng)基1的成分，并以自來(lái)水使其達(dá)到1000L。
在培養(yǎng)基成分完全名_解后，將其轉(zhuǎn)移至生物反應(yīng)器中。向該培養(yǎng)基中添加100L
母細(xì)胞，該酵母細(xì)胞是以150L工作體積在生物反應(yīng)器中進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)，并在上述培養(yǎng)基中進(jìn) 行培養(yǎng)。
各種解脂耶羅威亞酵母菌株的培養(yǎng)條件為溫度為25-35°C (優(yōu)選約 30°C 士 1)，400_1200RPM(優(yōu)選約 700-800)攪拌，通氣量 為0. 2-4L空氣/L培養(yǎng)基/分鐘(優(yōu)選約1-1. 5L空氣/L培養(yǎng)基/分鐘)。應(yīng)當(dāng)使用ION 的NaOH自動(dòng)維持pH。如果出現(xiàn)過(guò)多的泡沫，應(yīng)當(dāng)使用消泡劑如ACEPOL或其他消泡劑。應(yīng)當(dāng)維持該培養(yǎng)，直至培養(yǎng)基中的丙三醇耗盡。應(yīng)當(dāng)保留200L的細(xì)胞懸浮物，應(yīng) 當(dāng)將(培養(yǎng)基1)的成分加入其中使量足以至1100L，并應(yīng)當(dāng)加入900L的水。此培養(yǎng)方法 (周期的、循環(huán)的)可以重復(fù)5-15次。此酵母繁殖方案以1. 5-3. 0g/Lh(優(yōu)選約2. 5g/Lh)的速率，以至少0. 4-0. 5g干酵 母物質(zhì)/g丙三醇組分的效率(在SKOTAN解脂耶羅威亞酵母的情況下優(yōu)選約0. 60g/g)，產(chǎn) 生15-35g/L(優(yōu)選約33g/L)的干酵母物質(zhì)。干酵母的蛋白含量應(yīng)當(dāng)為30-50%，(在SKOTAN解脂耶羅威亞酵母的情況下為 42% )。所獲得的生物質(zhì)可以進(jìn)一步加工，例如以已知技術(shù)干燥，特別是噴霧干燥，然后作 為高質(zhì)量飼料添加劑分裝并出售，尤其是用于牛和家禽飼料。
權(quán)利要求
回收由生物柴油生產(chǎn)產(chǎn)生的丙三醇組分的工業(yè)方法，其特征在于，將酵母菌種解脂耶羅威亞酵母(Yarrowia lipolytica)于溫度25 35℃、通氣量0.2 4L空氣/1L培養(yǎng)基/分鐘、維持在2.5 7.5的pH下，在由包含20.0 70.0g/l的丙三醇組分、8.5 15.0g/l的(NH4)2SO4、1.5 6.5g/l尿素、0.5 3.0g/l的MgSO4×7H2O、0.1 2.0g/l的KH2PO4和0.1 2.0g/l的酵母提取物的水性溶液組成的培養(yǎng)基中培養(yǎng)；直至所述培養(yǎng)基中的丙三醇實(shí)質(zhì)性耗盡，其中以周期性方式維持該培養(yǎng)，在每個(gè)循環(huán)之后，以部分新鮮培養(yǎng)基替換部分培養(yǎng)后液體培養(yǎng)基。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述培養(yǎng)維持于至少1000升的體積中。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于分離的培養(yǎng)后液體培養(yǎng)基產(chǎn)生15-35g/L的酵 母干物質(zhì)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于生物質(zhì)的產(chǎn)生是以1.5-3. Og/Lh的速率進(jìn)行的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述生物質(zhì)的產(chǎn)生是以培養(yǎng)基中0.4-0. 5g干 生物質(zhì)/g丙三醇組分的總體效率發(fā)生。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述干生物質(zhì)的蛋白含量按質(zhì)量計(jì)為 30-50% ο
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述培養(yǎng)利用解脂耶羅威亞酵母的SKOTAN菌 株，該菌株以登錄號(hào)KKP 2018P保藏于IBraS。
8.以登錄號(hào)KKP2018p保藏于IBPRS的解脂耶羅威亞酵母(Yarrowia lipolytica)的 SKOTAN 菌株。
9.以登錄號(hào)KKP2018p保藏于IBPRS的解脂耶羅威亞酵母(Yarrowia lipolytica)的 SKOTAN菌株在生物柴油生產(chǎn)的廢品回收中的用途。
10.如權(quán)利要求9所述的用途，其特征在于將所產(chǎn)生的生物質(zhì)用于飼料生產(chǎn)中。
全文摘要
回收由生物柴油生產(chǎn)產(chǎn)生的丙三醇組分的工業(yè)方法，用于所述方法中的解脂耶羅成亞酵母新菌株，及其用途。
文檔編號(hào)C12N1/32GK101970640SQ200880114787
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2008年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月5日
發(fā)明者沃爾德馬爾·雷默維茲 申請(qǐng)人:斯庫(kù)坦股份公司