[发明专利]利用维生素C提高多粘类芽孢杆菌2,3-丁二醇产量的方法

说明书

技术领域

本发明属于发酵工程技术领域，涉及一种利用维生素C提高多粘类芽孢杆菌2,3-丁二醇产量的方法。

背景技术

2，3-丁二醇作为一种重要的化工原料和液体燃料，广泛应用于医疗、化工、能源及食品等领域，有广阔的工业应用前景。多粘类芽孢杆菌通过生物催化乙偶姻的方式生成(R,R)-2,3-丁二醇，由于每一分子乙偶姻在转化为(R,R)-2,3-丁二醇的过程中需要消耗一分子NADH，因此，保证辅酶NADH的充足供给有利于(R,R)-2,3-丁二醇的积累。目前在促进乙偶姻转化为(R,R)-2,3-丁二醇的过程中，构建辅因子的生物再生系统成为研究的主流。由于基因操作本身操作手段相对繁琐、实验周期相对较长的限制，加之构建辅酶再生过程中外源基因的导入或內源基因的修饰均可能导致整个代谢途径的扰动，从而影响目标代谢途径物质流和能量流分配。因此，寻找一种更为简单且有效的方法尤为重要。基于胞内辅酶还原态与氧化态的比值（NADH/NAD⁺）往往与生物所处外部环境的氧化还原态势密切关联，因此，改变生物所处外部环境的氧化还原态势有可能会导致胞内NADH/NAD⁺的改变。由于外源还原剂（如NaBH₄和DTT）的添加可以够影响到细胞所处环境氧化还原态势，目前，通过外源还原剂的添加来调节生物所处外部环境的氧化还原电势，进而影响胞内辅酶NADH/NAD⁺的比例，促进1,3-丙二醇等目标产物积累的研究已有报告，但利用外源还原剂VC来提高(R,R)-2,3-丁二醇产量的报道尚未见到。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种利用维生素C提高多粘类芽孢杆菌2,3-丁二醇产量的方法。

本发明的技术方案概述如下：

一种利用维生素C提高多粘类芽孢杆菌2,3-丁二醇产量的方法，包括如下步骤：

（1）种子培养：将多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)CJX-518保藏编号为CGMCCNO.7096在种子培养基中培养，得到一级种子；将一级种子在种子培养基中培养，得到二级种子；

（2）发酵培养：按体积百分比为5%～10%的接种密度将二级种子接入发酵培养基中，在通气量为0.1～0.8vvm，搅拌转速为300～500rpm，温度为32～42℃条件下发酵12～24h，当发酵培养基中葡萄糖浓度降低至2～10g/L时，加入浓度为80～160g/L维生素C水溶液，每次加入维生素C的量与发酵培养基体积之比为40～160mg:1L，每1～6h加1次维生素C，至发酵结束。

所述发酵培养基由下述成分以g/L计组成：葡萄糖55，酵母浸膏粉10，NaCl5，K₂HPO₄4，KH₂PO₄2，(NH4)₂SO₄2，柠檬酸钠2，MgSO₄·7H₂O0.7，KCl0.5，CaCl₂0.05，ZnSO₄·7H₂O0.005，FeSO₄·7H₂O0.005，MnSO₄·H₂O0.005，pH为7.0。

本发明优点：

本发明是在Paenibacillus polymyxa CJX-518发酵过程中，当生物量积累到一定程度后开始添加外源还原剂VC，相对以往报道的在发酵起始阶段添加还原剂的方式，降低了因还原剂对微生物的毒害作用而导致目标产物积累受阻的影响；同时，在发酵过程中，采用连续添加还原剂的方式，有利于整个发酵过程中生物所处外部环境的氧化还原态势的维持，最终促进了发酵液中葡萄糖的消耗和乙偶姻的转化，提高了(R,R)-2,3-丁二醇的积累。

附图说明

图1为维生素C的添加对Paenibacillus polymyxa CJX-518发酵过程中葡萄糖消耗的影响。

图2为维生素C的添加对Paenibacillus polymyxa CJX-518发酵过程中乙偶姻产量的影响。

图3为维生素C的添加对Paenibacillus polymyxa CJX-518发酵过程中(R,R)-2,3-丁二醇产

量的影响。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步说明：