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二、美國(guó)DuPont公司從發(fā)酵液中分離純化1,，3-丙二醇專利技術(shù)
美國(guó)DuPont公司申請(qǐng)的專利中,，涉及從發(fā)酵液中分離純化1，3-丙二醇技術(shù)主要分為五類：（1）提取-蒸餾-色譜分離法（2）過(guò)濾-離子交換-蒸餾法；（3）堿化-蒸餾-過(guò)濾-結(jié)晶法,；（4）沸石吸附和解吸附；（5）從生物發(fā)酵系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)收取1,，3-丙二醇技術(shù),。具體如下：
1.通過(guò)有機(jī)溶劑提取、蒸餾和色譜分離,，從發(fā)酵液中分離純化1,，3-丙二醇
相關(guān)專利：US5599689
2.通過(guò)過(guò)濾、離子交換,、蒸餾和化學(xué)還原等過(guò)程從發(fā)酵液中分離純化1,，3-丙二醇
相關(guān)專利：WO2004101479，US20050069997
3.通過(guò)堿化,、蒸發(fā),、蒸餾（減壓蒸餾）、過(guò)濾或離心,、提取或結(jié)晶和過(guò)濾,，獲得1，3-丙二醇
相關(guān)專利：US6361983
4.通過(guò)沸石吸附和解吸附,，從生物混合物（發(fā)酵液）中分離1,，3-丙二醇
相關(guān)專利：WO0125178，CN1377333,，US6603048
5.使用生物催化劑分離裝置,、除水裝置，層析裝置等,，從生物發(fā)酵系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)收取1,，3-丙二醇
相關(guān)專利：WO200286135，CN1503846,，US6812000
三,、Genercor公司生物法生產(chǎn)1，3-丙二醇專利技術(shù)
Genercor公司是DuPont公司生物法合成技術(shù)的的合作伙伴,，其生物法生產(chǎn)1,，3-丙二醇的技術(shù)路線有三條：（1）利用蛋白質(zhì)X、甘油-3-磷酸酶,；（2）利用突變1,，3－丙二醇脫氫酶基因；（3）利用嗜熱的微生物和熱穩(wěn)定酶,。此外,，該公司的專利還涉及了利用淀粉,、纖維素和麥芽糊精生產(chǎn)1，3-丙二醇的方法,。具體如下：
1.利用蛋白質(zhì)X,、甘油-3-磷酸酶
利用含有編碼活性甘油脫水酶或二醇脫水酶基因和一種編碼蛋白質(zhì)X的微生物，或利用含有編碼活性甘油脫水酶或二醇脫水酶基因,、一種編碼甘油-3-磷酸酶基因和一種編碼蛋白質(zhì)X的基因的微生物,，生產(chǎn)1，3-丙二醇,。優(yōu)選碳源是葡萄糖,；優(yōu)選微生物：大腸桿菌、酵母屬,、克雷伯菌,。
相關(guān)專利：WO9821341，CN1239511,US6136576
2.利用突變1,，3－丙二醇脫氫酶基因
以含有突變1,，3－丙二醇脫氫酶基因（米氏常數(shù)是普通的3倍）、一種脫水酶基因的大腸桿菌或酵母屬菌或雷伯氏菌,，以葡萄糖為碳源生產(chǎn)1,，3－丙二醇。
相關(guān)專利：WO200070057,，CN1352688,，US6558933
3.利用嗜熱的微生物和熱穩(wěn)定酶
利用嗜熱的微生物Caloramator viterbiensis ATCC PTA-584或利用源自嗜熱微生物的熱穩(wěn)定的脫水酶和熱穩(wěn)定的1，3-丙二醇氧化還原酶,，以甘油為碳源,，生產(chǎn)1，3－丙二醇,。
相關(guān)專利：WO200121825,，CN1382219，US6803218
4.以纖維素,、麥芽糊精和淀粉為原料
先利用纖維素酶,、OXYGO和FERMCOLASE、葡萄糖淀粉酶轉(zhuǎn)化為葡萄糖,，后通過(guò)微生物發(fā)酵生產(chǎn)1,，3-丙二醇,。
相關(guān)專利：WO03066816,，US20030203454
四、德國(guó)微生物發(fā)酵法生產(chǎn)1,，3-丙二醇專利技術(shù)
德國(guó)擁有生物法生產(chǎn)1,，3-丙二醇專利技術(shù)的機(jī)構(gòu)主要有HUELS CHEMISCHE WERKE AG,，Biotechnolog forschung gmbh(德國(guó)生物工程研究中心、GBF)和Henkel kgaa(德國(guó)漢高公司),，主題是通過(guò)優(yōu)化發(fā)酵用的培養(yǎng)基和發(fā)酵工藝過(guò)程,，提高1，3-丙二醇的產(chǎn)量,，具體如下：
1．HUELS CHEMISCHE WERKE AG
以甘油為底物,，通過(guò)微生物發(fā)酵生產(chǎn)1，3-丙二醇,，得率為60%,。使用細(xì)菌 Klebsiella pneumoniae，培養(yǎng)基 DSM 4270和鈷鹽,，可進(jìn)一步提高發(fā)酵得率,。
相關(guān)專利：DE3734764
2．Biotechnolog forschung gmbh（德國(guó)生物工程研究中心、GBF）GBF和德國(guó)漢高公司（Henkel kgaa）開發(fā)了利用甘油生產(chǎn)1,，3-丙二醇技術(shù),。采用梭菌屬（Clostridium），腸細(xì)菌（Enterobacterium）,，乳酸菌（Lactobacillus）,，桿狀菌（Bacillus），檸檬酸桿菌（Citrobacter）,，氣桿菌（Aerobacter）或克雷伯氏菌（Klebsiella）,，將甘油轉(zhuǎn)化為1，3-丙二醇,。在厭氧條件下,，以甘油為唯一碳源，濃度為5%-20%的條件下,，轉(zhuǎn)化效率為0.5g/h.L,。
相關(guān)專利：DE3829618，DE3924423,，US5254467
德國(guó)生物工程研究中心（GBF）還開發(fā)了一種微生物發(fā)酵生產(chǎn)1,，3-丙二醇的培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基內(nèi)含有有機(jī)硫化合物,。利用上述培養(yǎng)基（基本培養(yǎng)基為Evans medium）發(fā)酵生產(chǎn)1,，3-丙二醇，以克雷白氏肺炎菌(Klebsiella pneumoniae)作為發(fā)酵菌株,，1,，3-丙二醇最高濃度為83.5g/L；以梭菌（Clostridium butyricum）作為發(fā)酵菌株（基本培養(yǎng)基為Homann medium）,，1,，3-丙二醇最高濃度為86.6 g/L,。
相關(guān)專利：WO03104471，EP1369488
五,、法國(guó)微生物發(fā)酵法生產(chǎn)1,，3-丙二醇專利技術(shù)
法國(guó)擁有生物法生產(chǎn)1，3-丙二醇專利技術(shù)的機(jī)構(gòu)主要有Agronomique inst nat rech,、Roquette freres和INST NAT SCIENCES APPLIQ,，主題為：發(fā)酵工藝控制、利用轉(zhuǎn)活性不依賴輔酶B12或其前提的甘油脫水酶基因的工程菌生產(chǎn)1,，3-丙二醇和發(fā)酵后的1,，3-丙二醇的分離純化，具體如下：
1．Agronomique inst nat rech
(1)利用野生的細(xì)菌,，通過(guò)厭氧發(fā)酵,，將甘油轉(zhuǎn)化為1，3-丙二醇,。
相關(guān)專利：WO9325696
(2)利用轉(zhuǎn)編碼一種活性不依賴輔酶B12或其前提的甘油脫水酶基因,、1，3-丙二醇脫氫酶基因,、甘油-3-磷酸脫氫酶基因和甘油-3-磷酸酶基因的基因工程菌（細(xì)菌,、真菌、酵母）,，將葡萄糖或甘油轉(zhuǎn)化為1,，3-丙二醇。
相關(guān)專利：WO0104324,US20030175916(專利申請(qǐng)人還包括INST NAT SCIENCES APPLIQ)
2．Roquette freres
(1)發(fā)酵工藝控制
在有氧（50%）和沒(méi)有機(jī)械攪拌的條件下,，在泡罩塔發(fā)酵罐中,，利用產(chǎn)1，3-丙二醇的微生物,，將葡萄糖轉(zhuǎn)化為1,，3-丙二醇。發(fā)酵基質(zhì)內(nèi)微生物的濃度為1011cfu/ml,，通過(guò)控制防沫劑的用量來(lái)刺激泡沫的產(chǎn)生,。
相關(guān)專利：US6406895
(2)發(fā)酵后的處理
從發(fā)酵基質(zhì)中分離純化1，3-丙二醇的過(guò)程,，包括先將發(fā)酵菌株從發(fā)酵基質(zhì)中分離出來(lái),，獲得澄清的溶液，后經(jīng)過(guò)活性碳吸附,、強(qiáng)陽(yáng)離子和陰離子交換,，獲得1，3-丙二醇,。
相關(guān)專利：US642899
六,、我國(guó)生物法合成1,3-丙二醇的專利技術(shù)
我國(guó)就生物法合成1,3-丙二醇的技術(shù)提出專利申請(qǐng)的機(jī)構(gòu)有三家：大連理工學(xué)院，清華大學(xué)和東南大學(xué),，涉及的主題大多利用野生菌株,，通過(guò)優(yōu)化發(fā)酵工藝，提高產(chǎn)量,。其中,，走的相對(duì)較遠(yuǎn)的是清華大學(xué)和大連理工大學(xué)。
清華大學(xué)
清華大學(xué)應(yīng)用化學(xué)研究所以葡萄糖或粗淀粉（如木薯粉）為原料,，采用雙菌種兩步發(fā)酵法生產(chǎn)1,3-丙二醇,。該技術(shù)路線已在5000L發(fā)酵罐中生產(chǎn)，并通過(guò)中試,。研究人員針對(duì)1,3-丙二醇發(fā)酵過(guò)程中副產(chǎn)較大量的有機(jī)酸（鹽）的特點(diǎn),，在國(guó)際上率先將電滲析脫鹽技術(shù)引入1,3-丙二醇提取工藝，并通過(guò)絮凝,、濃縮和精餾等工序,，制得的產(chǎn)品純度達(dá)到99.92%，收率達(dá)80%以上,。
清華大學(xué)化工系承擔(dān)的國(guó)家"十五"科技攻關(guān)項(xiàng)目-生物發(fā)酵法制1,3-丙二醇（PDO）中試技術(shù)已開發(fā)成功,，并在此基礎(chǔ)上與黑龍江辰能生物工程有限公司共同規(guī)劃2萬(wàn)噸/年1,3-PDO項(xiàng)目，一期工程2500噸/年的1,3-PDO生產(chǎn)裝置正在設(shè)計(jì)中,。
清華大學(xué)有關(guān)生物法生產(chǎn)1,，3-丙二醇的專利共有9項(xiàng)，工藝路線有兩條：兩段(好氧,、厭氧)雙底物（葡萄糖,、甘油）集成發(fā)酵生產(chǎn)1，3-丙二醇,；以甘油為碳源的兩段(好氧,、厭氧)發(fā)酵生產(chǎn)1，3-丙二醇,。具體見(jiàn)下表：
專利公開號(hào)法律狀態(tài)授權(quán)或公開日主要技術(shù)內(nèi)容
CN1434122授權(quán)2005.6.15兩段(好氧,、厭氧)雙底物（葡萄糖、甘油）集成發(fā)酵生產(chǎn)1,，3-丙二醇
CN1446919授權(quán)2004.12.29在厭氧發(fā)酵培養(yǎng)基內(nèi)加入維生素C或維生素E還原劑,，提高1，3-丙二醇產(chǎn)量
CN1522997授權(quán)2005.3.21,，3-丙二醇發(fā)酵液的電滲析脫鹽
CN1570123公開2005.1.26以甘油為碳源經(jīng)兩段(好氧,、厭氧)發(fā)酵生產(chǎn)1，3-丙二醇
CN1634823公開2005.7.6利用精餾-復(fù)合絮凝-反應(yīng)萃取-反應(yīng)精餾,，從發(fā)酵液中分離提取1,，3-丙二醇
CN1635122公開2005.7.6通過(guò)調(diào)控厭氧發(fā)酵時(shí)的氧化還原電勢(shì),，縮短發(fā)酵時(shí)間，提高發(fā)酵產(chǎn)量
CN1696297公開2005.11.16利用生物柴油的副產(chǎn)物甘油,，經(jīng)過(guò)有氧或厭氧發(fā)酵,，生產(chǎn)1，3-丙二醇
CN1686298公開2005.11.16在厭氧或有氧發(fā)酵培養(yǎng)基內(nèi)添加反丁烯二酸,，提高1,，3-丙二醇產(chǎn)量
CN1710086公開2005.12.121由粗淀粉生產(chǎn)1，3-丙二醇
大連理工大學(xué)
大連理工大學(xué)有關(guān)生物法生產(chǎn)1,，3-丙二醇的專利共有4項(xiàng),，工藝路線有兩條：甘油經(jīng)過(guò)一步發(fā)酵生產(chǎn)1，3-丙二醇,；葡萄糖和淀粉或纖維素等酶解產(chǎn)物經(jīng)兩步發(fā)酵法生產(chǎn)1,，3-丙二醇。具體見(jiàn)下表：
專利公開號(hào)法律狀態(tài)授權(quán)或公開日主要技術(shù)內(nèi)容
CN1348007授權(quán)2005.6.1在微氧條件下,，利用克雷伯菌,，將甘油轉(zhuǎn)化為1，3-丙二醇
CN1357628授權(quán)2004.9.8以葡萄糖和淀粉或纖維素等酶解產(chǎn)物為碳源,，經(jīng)兩步發(fā)酵法生產(chǎn)1,，3-丙二醇
CN1460671授權(quán)2005.5.23通過(guò)濃縮-沉淀-精餾，從發(fā)酵液提取分離1,，3-丙二醇,。
CN1648207公開2005.8.3將脂肪酶催化甲醇或乙醇與油脂反應(yīng)生成生物柴油和微生物轉(zhuǎn)化甘油為1，3-丙二醇兩個(gè)過(guò)程通過(guò)膜過(guò)濾偶聯(lián)起來(lái)
