[发明专利]一株产α-酮戊二酸的菌株及用其发酵生产α-酮戊二酸的方法

权利要求书

1.一株产α-酮戊二酸的菌株，其分类命名为大肠杆菌（Escherichia coli）B0013-090A，该菌株已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号CCTCC NO：M 2012173，动态调控发酵过程，该菌株在添加丙酮酸脱氢酶系辅因子的情况下在好氧培养阶段快速生长，在发酵产酸阶段菌体生长受限快速合成α-酮戊二酸。

2.用权利要求1所述的产α-酮戊二酸的菌株发酵生产α-酮戊二酸的方法，其特征在于：出发菌株为本发明构建的α-酮戊二酸高产菌株CCTCC NO：M 2012173，动态调控发酵过程，丙酮酸脱氢酶系辅因子在发酵开始添加，发酵过程中不再添加，丙酮酸脱氢酶系辅因子的添加量为1~200 ng/L；在发酵初期的8~12h内，培养温度控制在20~30℃，pH维持7.0，初始糖浓度为3%，充分供氧控制溶氧不低于30%，该阶段菌体利用葡萄糖快速生长，检测糖浓度低于0.2%时，停止通氧；之后为厌氧发酵阶段，培养温度控制在37~45℃，pH维持7.2，停止供氧并两次分批补加葡萄糖至终浓度10%，控制第二次补糖前残糖不低于1%，该阶段菌体利用葡萄糖快速合成α-酮戊二酸；发酵36~48h产α-酮戊二酸水平达到9%，α-酮戊二酸的化学纯度达到95%以上，几乎无其它有机酸产生。

3.根据权利要求2所述的发酵生产α-酮戊二酸的方法，其特征在于：好氧阶段菌种较完全的利用葡萄糖快速生长，形成菌体，但不形成各种副产有机酸；厌氧阶段菌体保持较高活性，快速利用葡萄糖合成α-酮戊二酸，并几乎不形成其它有机酸。

4.根据权利要求2所述的发酵生产α-酮戊二酸的方法，其特征在于：发酵过程中多个工艺参数被调控，所涉及到的工艺参数包括：温度、pH、溶氧、残糖和丙酮酸脱氢酶系辅因子。

5.根据权利要求2、3、4所述的发酵生产α-酮戊二酸的方法，其特征在于：主要应用于大肠杆菌，但不仅仅局限于大肠杆菌，还应用于芽孢杆菌类细菌、肠杆菌科细菌、或酵母。

6.根据权利要求2、3、4所述的发酵生产α-酮戊二酸的方法，其特征在于：主要应用于代谢葡萄糖合成α-酮戊二酸，但不仅限于此，还能代谢木糖、淀粉水解液、纤维素水解液、糖蜜或生物柴油副产甘油之多种碳源，或用于合成L-乳酸、丙酮酸、苹果酸、丁二酸、D-丙氨酸之一种。

7.根据权利要求2所述的发酵生产α-酮戊二酸的方法，其特征在于：发酵生产过程全程采用质量浓度25%的Ca(OH)₂调节pH，好氧阶段的控制过程不通过测定菌体量而通过检测残留葡萄糖的浓度来确定转厌氧的节点。