[发明专利]自乳化油类在发酵过程中的应用

说明书

本发明涉及自乳化油类在发酵过程中的应用。

在合成复杂的天然物质或其他有机化合物如抗生素时，人们越来越多地采用微生物学的方法。在微生物特别是有细菌或真菌参加时，就涉及到厌氧或需氧条件下的物质转换。就这些方法而论，各专业领域不同，界限也总是模糊不清，使用“生物转化”，“生物转变”或“发酵”。后者在本申请范围内是这些方法的用语，这时的微生物主要是细菌以用于转变或合成化学化合物的。

对于发酵过程的开发和优化来说，尤其是，在其中发生微生物的转变的反应介质具有意义。一般地说，反应介质是一种水性溶液或水分散体，它特别影响到方法的收益和效率。微生物需要碳、氮和某些化合形式的痕量元素如钙、铁、磷或锌作为养料，以便进行新陈代谢，尽量达到所要求的产物。此外，还要经常保持一定的大多是窄范围的温度和pH范围。至于其他详细情节，请参阅W.克鲁格尔(Grueger)/A.克鲁格尔的教科书：“生物工艺学-应用微生物学教程”，1984年第2版，R.Oldenbourg出版社出版。尤其是其第5章专门论述了发酵技术的基础，因此这文献也属本申请公开的内容。作为微生物的养料，除能量丰富的糖类及其衍生物外，在许多方法中都添加天然的脂肪和油类，以及这类物质的衍生物，如甘油、甘油酯、脂肪酸或脂肪酯。当然培养基内不宜有任何内含物，它对微生物的新陈代谢有负面影响。

从德国专利DE3 738 812A1中已知，例如一种用微生物制造α-Ω-二羧酸的方法，该方法使用热带假丝酵母(Candida tropicalis)杆菌将十二烷基酸甲酯转化为所要求的二羧酸。转化是在水性介质中，在pH值6.0，温度30℃下产生。除了给微生物供应能量的葡萄糖之外，介质还含有作为乳化剂的乙氧基化的脱水山梨糖醇-单-油酸酯、酵母提取物、玉米浆以及无机的氮源和磷源。然后给介质定量添加十二烷基酸甲酯。文献没有提到乳液的类型、它在发酵物中的生成或在其中向发酵汁定量加入月桂酸甲酯。由欧洲专利EP0 535 939A1中已知，有一种制备Ω-9-多种不饱和脂肪酸的方法，其中在水性培养基中，适宜的微生物在有糖类作为能量供应者和有无机或有机的氮源，以及有脂肪酸甲酯存在下生产所要求的多种不饱和脂肪酸。

而且还有一些方法，其中只利用上述现有技术的脂肪物质作为能量供应者。这是特别具有经济效益的，因为这种脂肪物质通常比糖、淀粉和类似的化合物的价更低廉。帕克(Park)等人(帕克等人，“发酵与生物工程杂志”，第82卷，第2期，第183～186页，1996)曾描述过一种发酵过程以制造太乐菌素(tylosin)，其中是在水性介质中使用弗氏链霉菌株(streptomyces fradiae)的微生物，作为唯一碳源的菜籽油的原始用量约含有60克/升。

此外，在发酵过程中，介质或发酵汁内的含氧量起着决定性的作用。因此，氧在需氧过程中具有基质的作用。对各种方法是否能使富含的氧由气相过渡到含有微生物的液相是关键。一个重要参数表明特异的交换表面，一般来说交换表面是间接地由氧的过渡系数k_La来确定的(请参阅克鲁格尔的文献，第5章，第71页ff)通常通过搅动发酵汁可调节氧的供入至最佳，其中氧或空气和液体混合，使界面产生气体交换。通过强烈的搅动，有明显的机械能量的供入，如帕克等人所实施的，但也能破坏部分培养基，从而使此法的收率减少。此外，坏死的微生物本身也会继续裂解，通过所形成的裂解产物可以寻致培养基的毒化，这就不可能经济生产。从弋玛(Goma)和洛尔斯(Rols)的工作(G.弋玛，J.L.洛尔斯，“生物工艺学”，第13卷，第1期，第7～12页，1991)中得知，在发酵过程使用豆油制造抗生素时可改进氧的过渡系数k_La，在投入相同能量(搅动)的情况下，可提高总过程的收率。

本发明的任务是改进发酵过程，一方面使用廉价的碳源，另一方面要保证给微生物以充分供氧，而不通过搅动以使微生物有高的机械负担。必须寻找一个方法，使发酵过程中的机械能量减少到最低程度，而不致于降低收率，主要是即使减少能量的投入，也能提高收益。

发现使用自乳化油类可解决上述任务。在一个实施方案中，要求在发酵过程中使用选自植物源的乙氧基化的甘油三酯类的化合物。