本發(fā)明專利技術公開了一種生產(chǎn)α-酮戊二酸的方法及其專用菌株。本發(fā)明專利技術提供的傘枝犁頭霉(Lichtheimia?corymbifera)D1，它的保藏編號為CGMCC?No.4974。本發(fā)明專利技術所提供的傘枝犁頭霉D1，菌種穩(wěn)定性好、具有較好的產(chǎn)α-酮戊二酸能力、發(fā)酵成本較低(底物來源廣泛，價格便宜)，具有較好的工業(yè)化應用前景。本發(fā)明專利技術還對傘枝犁頭霉D1的發(fā)酵條件進行了優(yōu)化。本發(fā)明專利技術方法生產(chǎn)α-酮戊二酸，具有較好的科研價值和工業(yè)化應用前景。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及一種生產(chǎn)α-酮戊二酸的方法及其專用菌株，特別涉及一種利用蔗糖和丙酮酸生產(chǎn)α-酮戊二酸的方法。
技術介紹
α -酮戍二酸(a-ketoglutarate, a-KG),又稱 α -膠酮酸，分子式為 C5H605。α-酮戊二酸為白色或類白色結晶粉末，易溶于水。α-酮戊二酸主要存在于各種類型的干酪、啤酒和咖啡中，屬天然等同香料。α -酮戊二酸在微生物細胞的代謝中起著重要的作用，是合成氨基酸、蛋白質、維生素的重要前體物質。α-酮戊二酸作為一種營養(yǎng)強化劑廣泛應用于食品、醫(yī)藥、有機合成、化妝品及飼料等工業(yè)中。隨著應用范圍的不斷擴大以及市場需求的不斷增長，工業(yè)化生產(chǎn)α-酮戊二酸已經(jīng)成為各個行業(yè)的需求。目前工業(yè)上生產(chǎn)α-酮戊二酸通常采用化學合成法，很少使用發(fā)酵法，由于有機化學合成存在著過程復雜以及存在安全隱患等缺點，因此利用微生物有效發(fā)酵生產(chǎn)α-酮戊二酸的工藝過程和技術路線具有重要的學術價值和廣闊的市場前景。關于α -酮戍二酸的研究最初起源于1946年，Lockwood和Stodola對利用細菌生物合成α-酮戊二酸進行了初步的研究，他們率先發(fā)現(xiàn)熒光極毛桿菌(Pseudomonasfluorescens)具有少量合成α-酮戍二酸的能力。隨后1955年Asai等人發(fā)現(xiàn)假單胞菌種(Pseudomonas genus)、產(chǎn)氣桿菌(Aerobacter aerogenes)和粘質沙雷氏菌(Serraitamarcescens)具有過量合成α-酮戍二酸的能力。之后關于發(fā)酵法生產(chǎn)α -酮戍二酸的研究和報道逐年增加。以葡萄糖為底物發(fā)酵生產(chǎn)α-酮戊二酸的研究主要集中在以下幾種菌株中:Bacillus natto、Bacterium Succinicum 和 Serraita marcescens 等細菌。然而真菌發(fā)酵生產(chǎn)α -酮戊二酸的報道則非常少，直到20世紀60年代末才出現(xiàn)關于酵母菌生產(chǎn)α -酮戍二酸的報道。1967年Tsugawa等人首次發(fā)現(xiàn)解脂亞洛酵母(Yarrowia Iipolytica)具有過量合成α -酮戊二酸的能力，并且對解脂亞洛酵母的營養(yǎng)需求與環(huán)境條件進行全面系統(tǒng)的研究。在21世紀初，國外學者圍繞Yarrowia Iipolytica利用乙醇為碳源過量合成α -酮戊二酸做了大量的研究工作，其中以ΙΓ Chenko等人為代表，他們系統(tǒng)研究了 ΝΗ4+、O2和關鍵代謝酶以及氮源代謝酶對Yarrowia Iipolytica利用乙醇生產(chǎn)α -酮戍二酸的影響。在國內(nèi)，關于發(fā)酵法生產(chǎn)α-酮戊二酸的研究報道較少，其發(fā)酵生產(chǎn)菌株主要是光滑球擬酵母(Torulopsis glabrata)。如劉立明等通過誘變得到菌株T.glabrata CCTCCM202019，研究發(fā)現(xiàn)CaCO3的添加促進了 α -酮戊二酸的積累，其中Ca2+可顯著提高丙酮酸羧化酶的活性對α -酮戊二酸的積累起主要作用，而CO/—則有可能作為丙酮酸羧化反應的底物起輔助作用，兩者對α-酮戊二酸的積累具有協(xié)同效應。黃慧娟通過提高輔因子水平從而提高合成α-酮戊二酸的前體物質乙酰CoA和草酰乙酸的濃度，達到了提高α-酮戊二酸產(chǎn)量的目的，并進一步研究了碳 氮源濃度和丙酮酸濃度對α -酮戊二酸產(chǎn)量的影響。目前國內(nèi)外關于酵母菌之外的真菌發(fā)酵生產(chǎn)α-酮戊二酸的報道很少，尚未見到傘枝犁頭霉(Lichtheimia corymb if era)產(chǎn)α-酮戍二酸的研究。因此傘枝犁頭霉發(fā)酵生產(chǎn)α-酮戊二酸的研究具有較好的科研價值和應用前景。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是提供一種生產(chǎn)α -酮戊二酸的方法及其專用菌株。本專利技術提供的傘枝犁頭霉(Lichtheimia corymbifera),命名為Dl,是從酒曲中篩選得到的，已于2011年6月21日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(簡稱CGMCC，地址為:北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號)，菌種保藏號為CGMCCN0.4974。傘枝犁頭霉(Lichtheimia corymbifera) Dl CGMCC N0.4974 簡稱傘枝犁頭霉 Dl。本專利技術還保護所述傘枝犁頭霉Dl在生產(chǎn)α-酮戊二酸中的應用。所述應用中，具體可以以蔗糖和/或丙酮酸為底物，通過發(fā)酵所述傘枝犁頭霉Dl生產(chǎn)α-酮戊二酸。所述發(fā)酵的溫度可為 30°C _45°C，優(yōu)選為 30°C、34°C、37°C、40°C*45°C。本專利技術還保護一種用于發(fā)酵所述傘枝犁頭霉Dl的培養(yǎng)基，包括碳源、氮源、無機鹽和水；所述碳源為如下物質中的至少一種:葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、棉籽糖、糯米淀粉、玉米淀粉和可溶性淀粉；所述氮源為如下物質中的至少一種:蛋白胨、酵母膏、硫酸銨、氯化銨和硝酸鈉；所述無機鹽為如下物質中的至少一種:KH2P04、MgS04、FeS04、CaCO3和NaCl。所述培養(yǎng)基具體可為將如下物質定容至IL得到的培養(yǎng)基(自然pH):所述碳源10g-80g(如 10g、20g、30g、40g、50g、60g、70g 或 80g)、所述氮源 0.5g_3g(如 0.5g、l.0g、1.5g、2.0g,2.5g 或 3.0g) 'KH2PO41.36g、MgS04.7Η200.2g、FeS04.7H20 0.01g、NaCl 2g、玉米漿 0.5g、CaCO3 20g-60g (如 20g、30g、40g、50g 或 60g)。所述培養(yǎng)基還可包括生長因子；所述生長因子為如下物質中的至少一種:吐溫20、吐溫40、吐溫60、吐溫80、曲拉通100、L-鹽酸噻胺、L-精氨酸單鹽、L-鹽酸吡哆辛、L-煙酸、核黃素、葉酸、L-胱氨酸、L-組氨酸、L-酪氨酸、L-天冬氨酸、甲硫氨酸、L-谷氨酸、脯氨酸、賴氨酸、DL-白氨酸、半胱氨酸和精氨酸。所述培養(yǎng)基具體可為將如下物質定容至IL得到的培養(yǎng)基(自然pH):所述碳源10g-80g(如 10g、20g、30g、40g、50g、60g、70g 或 80g)、所述氮源 0.5g_3g(如 0.5g、l.0g、1.5g、2.0g,2.5g 或 3.0g)、KH2PO41.36g、MgSO4.7Η200.2g、FeSO4.7H20 0.0lg、NaCl 2g、玉米漿 0.5g、CaCO3 20g-6 0g(如 20g、30g、40g、50g 或 60g)、所述生長因子 0.5g-3.0g(如0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g 或 3.0g)。本專利技術還保護另一種用于發(fā)酵所述傘枝犁頭霉Dl的培養(yǎng)基，包括丙酮酸、氮源、無機鹽和水；所述氮源為如下物質中的至少一種:氯化銨、硫酸銨、硝酸鈉、豆柏粉、酵母膏、大豆蛋白胨、牛肉蛋白胨和胰蛋白胨；所述無機鹽為如下物質中的至少一種:kh2po4、MgSO4, FeSO4, CaCO3 和 NaCl。所述培養(yǎng)基具體可為將如下物質定容至IL得到的培養(yǎng)基(自然pH):丙酮酸10g-80g(如 10g、20g、30g、40g、50g、60g、70g 或 80g)、所述氮源 0.25g-3.0g (如 0.25g、0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g*3.0g)、KH2P041.36g、MgS04.7Η20 0.2g、FeS04.7Η20 0.0lg、NaCl 2g、玉米漿 0.5g、CaC本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
傘枝犁頭霉(Lichtheimia?corymbifera)D1，它的保藏編號為CGMCC?No.4974。
【技術特征摘要】
1.傘枝犁頭霉(Lichtheimiacorymb if era) Dl,它的保藏編號為 CGMCC N0.4974。2.權利要求1所述傘枝犁頭霉Dl在生產(chǎn)α-酮戊二酸中的應用。3.如權利要求2所述的應用，其特征在于:所述應用中，以蔗糖和/或丙酮酸為底物，通過發(fā)酵所述傘枝犁頭霉Dl生產(chǎn)α -酮戊二酸。4.如權利要求2或3所述的應用，其特征在于:所述發(fā)酵的溫度為30°C-45°C。5.用于發(fā)酵權利要求1所述傘枝犁頭霉Dl的培養(yǎng)基，包括碳源、氮源、無機鹽和水；所述碳源為如下物質中的至少一種:葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、棉籽糖、糯米淀粉、玉米淀粉和可溶性淀粉；所述氮源為如下物質中的至少一種:蛋白胨、酵母膏、硫酸銨、氯化銨和硝酸鈉；所述無機鹽為如下物質中的至少一種:KH2P04、MgSO4, FeSO4, CaCO3和NaCl。6.如權利要求5所述的培養(yǎng)基，其特征在于:所述培養(yǎng)基還包括生長因子；所述生長因子為如下物質中的至少一種:吐溫20、吐溫40、吐溫60、吐溫80、曲拉通100、L-鹽酸噻胺、L-精氨酸單鹽、L-鹽酸吡哆辛、L-煙酸、核黃素、...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：閆巧娟，徐忠義，江正強，蔡威，
申請(專利權)人：中國農(nóng)業(yè)大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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