[发明专利]聚羟基脂肪酸酯的生产方法

说明书

本文公开了一种用于生产聚羟基脂肪酸酯的方法，该方法需要以下步骤：(a)提供已经经过初始化过程的细菌种群混合物；(b)向混合物中添加包括碳源的进料以生成在混合物中的细菌种群的饱食期；(c)随后通过使碳源耗尽并且在一段时间内不向该混合物中添加任何额外的碳源，使细菌种群进入饥荒期；以及(d)在具有波长大于715nm的光源的存在下以交替模式重复步骤(b)和(c)进行的。该方法还涉及周期性地移出部分混合物，并从混合物的移出部分中的细菌种群中收获聚羟基脂肪酸酯，其中，在碳源从混合物中完全耗尽之前的饱食期期间，进行每次周期性的移出部分混合物。在该方法中使用的细菌种群可以基本上由紫色光养细菌形成。

技术领域

本发明涉及使用细菌种群来生成大量的聚羟基脂肪酸酯(PHA)。

背景技术

在本说明书中先前公开的文献的列举或讨论不应当必要地被认为是承认该文献是现有技术的一部分或是公知常识。

最近研究了紫色光养细菌(PPB)用于废水处理和资源回收。PPB可以通过使用无穷无尽的“免费”光作为能源来回收碳(C)、氮(N)和磷(P)(Kim,M.K.et al.,Biotechnol.Lett.2004,26,819-822)。例如，Hülsen等人(Hülsen,T.et al.,WaterRes.2016,100,486-495)在红外(IR)光下成功地从初级沉淀的生活废水中富集了红假单胞菌属(Rhodopseudomonas)，并证明在最佳COD:N:P比率下，可以分别获得总化学需氧量(COD)、N和P的97％、92％和94％的去除效率。

与由异养微生物进行的碳矿化不同，PPB通过碳同化去除废水中的有机物(Khatipov,E.et al.,FEMS Microbiol.Lett.1998,162,39-45)。PPB在简单底物上的生物质产量可以达到1.0g的COD/g的COD_去除(Alloul,A.et al.,Water Res.2019,152,138-147)。同时，P可以经由形成无机聚磷酸盐来去除(Hiraishi,A.,Yanase,A.Kitamura,H.,Bulletin of Japanese Society of Microbial Ecology 1991,6,25-32)。另外，还在细胞中鉴定出聚羟基脂肪酸酯(PHA)(Kranz,R.G.et al.,Appl.Environ.Microbiol.1997,63,3003-3009)。使用沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris，R.palustris)WP3-5的纯培养物对使用不同碳源产生的PHA进行评价，并且结果示出也产生了氢气，其中乙酸盐和丙酸盐作为碳源(Wu,S.C.,Liou,S.Z.Lee,C.M.Bioresour.Technol.2012,113,44-50)。因此，聚-β-羟基丁酸酯(聚P(poly-P))、糖原、氢气和PHA先前都已经作为PPB的代谢产物被检测。PPB的代谢可能涉及四个关键的生物转化：C、N、P和光。但是，尚不清楚所有转化是否会同时发生，以及PPB将如何布置转化的优先级。尽管最近的研究对PPB中可能的生化反应提供了一些见解，但详细的代谢机制和底物生物转化仍然不清楚，这限制了PPB工在其他领域的开发、优化和应用。此外，在紫色非硫细菌(PNSB)中C、N和P代谢途径之间的相互作用在很大程度上被忽视了。

传统的污泥处理采用厌氧消化器将污泥中的有机物质转化为沼气，沼气被进一步加工成电或热。然而，这种能量转化的效率相对较低。

因此，需要探索利用PPB工艺进行废水处理和资源回收的新方法。

发明内容

本发明的方面和实施方式现在将由以下编号条款提及。

1.一种用于生产聚羟基脂肪酸酯的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)提供包括已经经过初始化过程的细菌种群的混合物；

(b)向所述混合物中添加包括碳源的进料以生成在所述混合物中的所述细菌种群的饱食(feast)期；