转相温度乳液在发酵过程中的应用制造技术

本发明专利技术涉及在发酵过程中油／水乳液的应用，该乳液至少含有水、乳化剂以及一种油相，该油相含有选自以下的一种或多种化合物：ａ）脂肪酸烷基酯和／或ｂ）植物源的甘油三酯，其中乳液是按照ＰＩＴ－方法产生的，乳液液滴的平均大小在５０～４００纳米的范围内。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及按照PIT-方法制造的乳液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与的条件下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，如所用的“生物转化”，有的用“生物转变”或“发酵”。在本申请范围内后者也是这种方法的用语，这时，将微生物主要是细菌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，尤其是在其中微生物发生转变的反应介质，是具有意义的。一般地说，反应介质都是一种水性液体或水性分散体，特别影响到方法的收益和效率。微生物需要碳、氮和某些以结合形式存在的痕量元素如钙、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多数是窄范围的温度和pH-范围。至于其他详情细节，请参阅W.克鲁格尔(Crueger)/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。该书第5章专门论述了发酵技术的基础。因此，这一文献也属于本申请要公开的内容。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，而它对微生物的新陈代谢有负面影响。从德国专利DE3738812A1中已知，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)的杆菌将十二烷酸甲酯转化为所要求的二羧酸。转化是在水性介质中，pH值为6.0，温度30℃下产生。除了给微生物供应能量的葡萄糖外，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给介质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，水性培养基中，适宜的微生物在有糖类存在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起糖、淀粉和类似的化合物，其价更低廉。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)曾经描述过一种发酵过程以制造太乐菌素(tglosin)，其中在一种水性介质中使用弗氏链霉菌株(Streptomycesfradiae)的微生物，作为唯一碳源的菜籽油的原始用量大约含60克/公升。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氧的气相过渡到含有微生物的液相是关键。一个重要参数表示特异的交换表面，一般来说交换表面是间接地由氧的过渡系数kLa来确定的(请参阅克鲁格尔的参考文献，第5章，第71页)。通常通过搅动发酵汁可调节氧的供入至最佳，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，有明显的机械能的供入，如帕克等人所实施的，但也能破坏部分培养基，而使此法的收率减少。除此以外，坏死的微生物本身继续裂解，通过所形成的裂解产物可以导致培养基的毒化，于是不可能经济地生产。在戈玛(Coma)和洛尔斯(Rols)的工作(G.戈玛，J.L.洛尔斯，“生物工艺通讯”，第13卷，第1期，第7～12页，1991)中知道，发酵过程中使用豆油制造抗生素时可改进氧的过渡系数kLa，在投入相同能量(搅动)的情况下，可提高全过程的收率。本专利技术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，把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投入，也能提高收率。已发现，使用特别微小细粒的油悬浮于水(油/水)的乳液就可解决上述任务。在最初实施方案中，在发酵过程中使用油/水的乳液时，要求其中乳液至少含有水、乳化剂及油相，而油相含有一种或多种选自下列的化合物a)脂肪酸烷基酯和/或b)植物源的甘油三酯，而且乳液是按照PIT方法制造，其液滴大小在50～400纳米的范围内。已知，水包油(油/水)的乳液是用非离子化的乳化剂制造而且是稳定的，它在加热时通常能得到可逆的转相，也就是说在一定的温度范围内乳液型式可以从油/水转变为水/油(油包水的乳液)。在这种情况下，因为油是在外的连续相，乳液的传导性降至零。在温度提高时乳液在传导性最大和刚好降至为零之间的温度平均值称为转相温度(PIT)，而使用这种方法制造的乳液称为转相温度(PIT)乳液。已知，PIT的情况与许多因素有关，例如与油成份的种类和相体积，乳化剂的亲水性和结构以及乳化剂系统的组成。对转相温度乳液的细度来说，其制造方法十分重要。通常，水相和油相和乳化剂混合，然后加热到转相温度以上的温度。同时，传导性必须降至零。接着，乳液再被冷却到最初温度(通常室温，约20℃)。首先通过超越PIT并接着的低于PIT温度，就形成了按照本专利技术所用的乳液。已知，只有这种PIT-乳液是特别微细的，它在转相的情况下使油和水或膜状流体结晶相之间形成一个具有界面张力低的微乳液相。因此，关键步骤总是在冷却时进行逆转。德国专利DE38 19 193A1公开了一种使用相逆转技术以制造低粘度的油/水乳液的方法。这种技术在这里被用于混合物内，在水介质中含有油成份、非离子性乳化剂和一种助乳化剂。油的组成是由50～100(重量)％的特定的单酯及双酯，0～50(重量)％的C8-C22的脂肪酸甘油三酯，必要时可含有0～25(重量)％的烃油所组成。德国专利DE3819193A1所公开的除上述成份外没有提出任何其他组份，也没有提到所制乳液的应用目的。从德国专利DE41 40 562A1中获悉一种按照PIT原理制造油/水乳液的方法，其中极性的油成份和乳化剂系统，该系统含有HLB值范围在10～18之间的非离子化乳化剂，在有由选自C12-22脂肪醇和/或格尔伯特(Guerbet)醇类构成的助乳化剂存在下，在超过乳液的PIT温度下进行加热，接着再冷却，这时就得到很细的乳液。从德国专利DE196 35 553A1中得知一种制造微细颗粒的PIT-乳液的乳化剂系统，其中含有的主要成份为脂肪酸乙氧基化物和偏甘油酯。按照本专利技术的乳液的特征特别是其细度。液滴大小为50～400纳米。优先的液滴大小为100～300纳米范围内，尤其是在180～300纳米范围内，特别优先的在160～250纳米的范围内。液滴的大小是按照高斯分布。其测定例如通过光的散射或吸收来进行。小油滴的细度可使油相和水相之间产生很大的表面，同时可使含有微生物的水相和含有养料的油相之间能有如此迅速的接触。通过很大的表面也简化了气体的交换，特别是氧和CO2的交换。此外，乳液的粘度以及全部发酵介质的粘度也随之降低。因此，可以明显地减少发酵介质的搅拌速度，从而提高发酵过程的收率。按照本专利技术，是在含有微生物，必要时含有其本文档来自技高网...

【技术保护点】
油／水乳液的应用，乳液至少含有水、乳化剂以及油相，而油相含有选自以下的一个或多个化合物：ａ）脂肪酸烷基酯和／或ｂ）植物源的甘油三酯，其特征为，在发酵方法中乳液是按照ＰＩＴ－方法制造，且其液滴大小为５０～４００ｎｍ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马赛厄斯韦格纳，让皮埃尔莫利托，克里斯琴德豪特，贝努特阿布里贝特，本特罗格，
申请(专利权)人：考格尼斯德国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]