[发明专利]控制葡萄糖和维生素浓度提高发酵制备丙酮酸产量的方法

说明书

技术领域

一种控制葡萄糖和维生素浓度提高发酵制备丙酮酸产量的方法，涉及光滑球拟酵母发酵制备丙酮酸技术领域。

背景技术

丙酮酸又称2-氧代丙酸、α-酮基丙酸或乙酰基甲酸，为无色至淡黄色液体，呈醋酸香气和愉快香味，是最重要的α-氧代羧酸之一。丙酮酸不仅在生物能量代谢中具有十分重要的作用，而且是多种有用化合物的前体，在化工、制药和农用化学品等工业及科学研究中有着广泛的用途。自从20世纪50年代开始发酵法生产丙酮酸以来，国内外对丙酮酸生物合成的研究越来越深入，涉及菌种选育、营养条件、维生素、溶氧水平等各个方面。为了达到丙酮酸产量、转化率、生产强度的高度统一，研究者又从ATP酶入手研究了丙酮酸生物合成中的能量代谢，并对呼吸作用作了一些有益的研究。利用葡萄糖和维生素控制策略提高丙酮酸的产量及生产强度，降低发酵液中残留葡萄糖浓度，尚未见文献报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种葡萄糖和维生素控制策略提高发酵法生产丙酮酸时的丙酮酸产量、得率及生产强度，降低发酵液中残留葡萄糖浓度的方法，利用本发明能提高丙酮酸发酵的产量、生产强度和得率，并且降低发酵液中的残留葡萄糖浓度，利于提取。

本发明的技术方案：一种控制葡萄糖和维生素浓度提高发酵制备丙酮酸产量的方法，是利用多重营养缺陷型光滑球拟酵母(Torulopsis glabrata)CCTCCM202019发酵生产丙酮酸的过程中，控制发酵体系中的葡萄糖和维生素的浓度水平，采用初始葡萄糖浓度为80g/L，初始维生素浓度6ml/L；24～68h流加葡萄糖流加液，控制发酵液中葡萄糖浓度为20-30g/L，流加维生素流加液，维生素流加速率为：24-25h为3.1mL/h，25-34h流速每小时增加0.2mL/h，末一小时的流速达5.1mL/h，34-35h减至1.4mL/h，35-68h流速每小时增加0.05mL/h，末一小时的流速达3mL/h，68-88h减至1mL/h；

所述发酵过程中培养基组成以g/L计：葡萄糖80，氯化铵7，乙酸钠6，KH₂PO₄ 5，Mg₂SO₄·7H₂O 0.8，维生素溶液10ml/L，微量元素溶液10ml/L，pH5.5；

维生素溶液(L)：烟酸0.8g，盐酸硫胺素2mg，盐酸吡哆醇10mg，生物素1mg；微量元素溶液(L)：CuSO₄·5H₂O0.05g，FeSO₄·7H₂O2g，MnCl₂·4H₂O0.2g，CaCl₂·2H₂O2g，ZnCl₂0.5g，2mol/L HCl定容至1L；

葡萄糖流加液组成为：葡萄糖800g/L，氯化铵58g/L；维生素流加液组成为：盐酸硫胺素400μg/L，生物素200μg/L，烟酸80mg/L，盐酸吡哆醇2mg/L；

培养方法：7L发酵罐中装液量3L，接种量12％，转速为400r/m，通气量为1vvm，温度为30℃，流加8mol/L的NaOH控制pH为5.5，24h后向发酵罐中按上述要求流加葡萄糖流加液和维生素流加液。

菌种：光滑球拟酵母T.glabrata CCTCC M202019，NA、Bio、B₁、B₆ 4种维生素营养缺陷型，且丙酮酸脱羧酶活性组成型降低，为本研究室选育。该菌种已申请中国专利，申请号为02113142.2，公开号为CN1392246A。

培养基和培养方法：

配制维生素的混合溶液(L)：烟酸0.8g，盐酸硫胺素2mg，盐酸吡哆醇10mg，生物素1mg。配制微量元素混合溶液(L)：CuSO₄·5H₂O0.05g，FeSO₄·7H₂O2g，MnCl₂·4H₂O0.2g，CaCl₂·2H₂O2g，ZnCl₂0.5g，2mol/L HCl定容至1L。