[发明专利]一种脂肽生物表面活性剂的工业化制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物表面活性剂的生产方法，尤其是涉及一种脂肽生物表面活性剂的工业化制备方法。

背景技术

脂肽又名脂酰肽，属于含氨基酸类脂。脂肽类生物表面活性剂一般是革兰氏阳性的芽孢杆菌的代谢物。脂肽分子由亲水的肽键和亲油的脂肪烃链两部分组成，由于其特殊的化学组成和两亲型分子结构，脂肽类生物表面活性剂在医药、食品、化妆品及微生物采油等领域有重要的应用前景。脂肽类表面活性剂一般由革兰氏阳性的芽孢杆菌代谢产生，能产生脂肽类表面活性剂的菌株有很多，如枯草芽孢杆菌（Bacillussu btilis）、地衣芽孢杆菌（Bacilluslic heniformis）等。除了细菌可以产生脂肽类表面活性剂外，酵母、真菌也可以产生。

脂肽类生物表面活性剂按其结构分类可以分为环状脂肽和线形脂肽两大类。

环状脂肽。环状脂肽是指分子中具有环状结构的一类脂肽，肽链的 C-端氨基酸的羧基与肽或脂肪酸中的氨基或羟基相连构成环状结构。根据形成环的成分的差异，又可将环状脂肽分为脂肪酸成环的环状脂肽、脂肪酸接环的环状脂肽及脂肪酸离环的环状脂肽。含氨基酸类脂是以低缩氨基酸为亲水基团的生物表面活性剂。典型产物有脂肽、脂蛋白、脂氨基酸。这是一类表面性能优良的表面活性剂，其乳化性能好，去污能力强，与其他各种表面活性剂的相容性也很好，同时具有很好的抗菌性能。

许多生物分子具有亲水和亲油基团，他们在性能上和化学合成的表面活性剂非常相似。通常把那些具有两亲性，表现出很高表面活性由微生物、动植物或植物产生的天然表面活性剂称为生物表面活性剂(Biosurfactant,简称BS)。其中由微生物产生的生物表面活性剂活性较高，具有很好的亲水、亲油性能和界面优先分配能力，较为适合于工业化大规模生产。但现有的表面活性剂，由于产量低、周期长、装料系数低、工艺复杂等缺陷，能大规模生产的还不多。

发明内容

本发明旨在于克服现有技术的不足，提供了一种脂肽生物表面活性剂的工业化制备方法，这种生产工艺具有产量高、效率高、装料系数高、发酵周期短、工艺简单，使产品综合成本降低，完全适合工业化生产，对脂肽生物表面活性剂的推广及大规模应用起到了重要的作用。

本发明的一种脂肽生物表面活性剂的工业化制备方法，是由枯草芽孢杆菌ACCC01430经发酵培养制得，其具体步骤如下：

A、将斜面固体枯草芽孢杆菌（ACCC01430）菌种接入摇瓶培养，摇瓶中每500ml培养基接入1环菌种,温度为35±2℃、120转/分震荡培养12～16小时，得到摇瓶菌种；

B、一级发酵培养：将A步骤制得的摇瓶菌种转接入装有培养基的一级发酵罐中，摇瓶菌种与培养基的体积比为1：19～20,在温度为35±2℃、pH6～7.5、通风比1: 0.3～0.5及搅拌速度为100～150转/分的条件下发酵培养10～14小时，得到一级发酵菌种；

C、二级发酵培养：将B步骤制得的一级发酵菌种转接入装有培养基的二级发酵罐中，一级发酵菌种与培养基的体积比为1:10，在温度为35±2℃、pH 6～7.5、通风比1: 0.3～0.5及搅拌速度为100～110转/分的条件下发酵培养10～14小时，得到二级发酵菌种；

D、发酵培养：将C步骤制得的二级发酵菌种转接入装有培养基的三级发酵罐中，二级发酵菌种与培养基的体积比为1：10，在温度为35±2℃、pH 6～7.5、通风比1: 0.3～0.5、搅拌速度为80～100转/分，在菌体处于衰落期进行补料，发酵培养24～26小时，得到脂肽生物表面活性剂。

作为本发明的进一步改进，摇瓶及各级发酵罐培养基配方是：米糠油2～5%、尿素0.2～1.5%、糖蜜10～15%、KCl 0.05～1.0%、KH₂PO₄  0.05～1.2%、K₂HPO₄ 0.05～1.5%、酵母膏0.005～0.1%、复合微量元素0.005～0.01%，余量为水，pH为6.0 -7.5；

所述的复合微量元素为硫酸锌1.1 g/L、氧化锡 1.3 g/L、氯化锰 1.0 g/L、 硫酸铜 1.0 g/L、氧化钴 1.0g/L及溶剂水复配而成。

作为本发明的进一步改进，所述的补料是米糠油，每次补料量按发酵液总体积量的3%～5%补加。

作为本发明的进一步改进，各级发酵罐的装料系数是60～80%。