[发明专利]一种鼠李糖脂的生产方法

说明书

本发明提供一种鼠李糖脂的生产方法，其是向木薯渣中加入纤维素酶及铜绿假单胞菌同步糖化发酵生产鼠李糖脂。本发明提出的生产方法，反应过程中同时加入纤维素酶和铜绿假单胞菌，实现了直接同步糖化发酵生产鼠李糖脂，缩短了反应时间，有利于降低生产成本；整个反应过程中不经化学预处理，既降低了化学品使用成本，又使得整个工艺过程绿色环保；相较于以葡萄糖为原料生产鼠李糖脂，以木薯渣为原料经过直接同步糖化发酵生产鼠李糖脂可使产物得率显著提高。木薯渣在不经双酶法淀粉酶糖化的前提下，仅加入纤维素酶和铜绿假单胞菌，鼠李糖脂产量可达11.49g/L。

技术领域

本发明属于有机高分子化合物领域，具体涉及一种鼠李糖脂的制备方法。

背景技术

木薯是广泛栽种于热带地区和部分亚热带地区的农作物之一，原料来源广，资源丰富。木薯块根肉质富含淀粉，工业生产中主要以其为原料加工淀粉或酒精。木薯渣是以木薯为原料加工产品后所剩下的固体废料，其淀粉含量较高，同时也含有一定量的木质纤维素和少量的蛋白质，存在相当大的再利用价值。目前虽已有利用木薯渣作饲料应用的研究，但仍未实现大规模产业化利用，大部分企业仍选择将其作为废弃物直接丢弃，这不仅是对资源的巨大浪费，也是对环境的巨大污染。近年来木薯渣因所含粗纤维经有效降解之后可以变废为宝、节省资源又保护环境而受到国内外学者的广泛关注，木薯渣再利用方面的研究已成为一大热点。如果能通过筛选微生物和酶制剂将木薯渣中的淀粉和纤维素转化成葡萄糖，再经微生物发酵生产出日化原料、食品添加剂和新型药物等，就能以低廉的原料成本换来可观的经济效益，从而实现木薯渣的有效降解及再利用。

鼠李糖脂是由微生物在一定条件下产生的次级代谢产物，由1～2个鼠李糖和不同碳链长度的β-羟基脂肪酸两部分连接组成。鼠李糖脂是一种新型的阴离子生物表面活性剂，具有乳化、增溶、分散、凝聚和降低界面张力等功能，而且低毒、易生物降解，因而在石油化工、生物医药、食品及环境保护等领域具有广阔的应用前景。鼠李糖脂的制备主要通过微生物发酵，再从发酵液中提取得到。生产鼠李糖脂的菌种以铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)最为常见。许多种类的碳源都可以发酵生产鼠李糖脂，从石油化学衍生物到天然原料，其中最常用的是植物油、糖和甘油。目前，经微生物发酵得到鼠李糖脂的主要瓶颈是碳源的成本过高和鼠李糖脂的产量较低，这限制了鼠李糖脂的规模化生产及应用。降低发酵基质的成本成为鼠李糖脂开发的主要方向。木薯渣作为一种廉价易得的碳源，以其为原料生物合成鼠李糖脂，不仅减少了生产鼠李糖脂的成本，而且降低了木薯渣的治理成本，实现了木薯渣的资源化利用。

发明内容

针对本领域存在的不足之处，本发明的目的是提出一种鼠李糖脂的生产方法，用木薯渣在不经任何预处理的前提下，通过同步糖化发酵制取鼠李糖脂，本工艺可以大幅度提高木薯渣资源组分的利用率。

为实现上述目的的具体技术方案为：

一种鼠李糖脂的生产方法，是向木薯渣中加入纤维素酶及铜绿假单胞菌，同步糖化发酵生产鼠李糖脂。

通过对木薯渣的糖化和发酵试验比较，同步糖化发酵比较经双酶法糖化后接入铜绿假单胞菌发酵、或木薯渣经酶解后接入铜绿假单胞菌进行发酵，有更好的技术效果。

进一步地，所述木薯渣为工业木薯渣，含水量为8～15％，木薯渣的粒度为通过40目筛。

其中，所述铜绿假单胞菌首先经过液体培养基培养和发酵培养基培养，然后加入木薯渣，木薯渣占发酵培养基的比例为2～6w/v％。

其中，所述液体培养基含有的成分为：蛋白胨10.0g/L，牛肉膏3.0g/L，NaCl 5.0g/L；

发酵培养基含有的成分为：MgSO₄·7H₂O 0.125g/L，NaNO₃ 1.5g/L，KH₂PO₄ 0.125g/L，酵母提取物0.5g/L。