[发明专利]一种微生物发酵生产二羟基丙酮的菌株HD924和方法

说明书

技术领域    

本发明属于生物制造领域，具体涉及到用一种好氧微生物发酵甘油生产二羟基丙酮的菌株HD924和利用该菌株发酵甘油生产二羟基丙酮的方法。

背景技术

二羟基丙酮，又称1,3-二羟基丙酮，英文名为1,3-dihydroxyacetone或dihydroxyacetone,简写为DHA，分子式为C₃H₆O₃，分子量为90.08，是最简单的三碳酮糖，外观是白色或类白色粉末状结晶，具有甜、凉的味道，易吸湿并分解。一般状态下是二聚体(1,4-Dioxane)的结晶，经溶解或加热后变为单体。

二羟基丙酮是一种天然存在、水溶性的最简单的酮糖，具有生物可降解性，可食用且对人体和环境无毒害；其分子中带有几个活泼集团，可催化多种反应。其衍生物是有机化学合成中非常重要的一类中间体。因此作为一种重要的化工原料、医药中间体和功能添加剂在国外已经得到了广泛的实际应用。因为二羟基丙酮分子中含有三种官能团，化学性质活泼，广泛参与诸如聚合、缩合等化学反应，是一种重要的化学合成中间体。在工业上，DHA可有效还原丁二烯—苯乙烯复合物；能有效催化甲醛到羟醛、羟酮的缩合反应；可合成杂环化合物、、甘油三酯、酮位取代化合物；还可用于合成无毒可降解的生物材料产品。此外，二羟基丙酮还可作为一种良好的活性着色成份被广泛应用到化妆品中。DHA最大特点之一就是具有极强的防晒性，可与皮肤表层自由氨基结合在皮肤表面形成一细密的薄膜，反射太阳光，屏蔽紫外线，阻止皮肤水分过度蒸发，起到很好的保湿及防晒作用。目前，DHA作为药物已经应用在低血糖与糖尿病的治疗及某些病毒性皮肤病（如对白斑和白癜风就具有显著疗效）的治疗上。作为医药中间体，DHA能合成一些治疗心血管疾病的药物。同时它还可直接作为一种抗病毒试剂，如在鸡蛋胚胎培养中，使用DHA能大大抑制鸡瘟病毒的感染，杀死51~100%的鸡瘟病毒。另外以DHA作为中间体合成相应的衍生物，可具有抗艾滋病病毒的作用。在农业及食品方面，二羟基丙酮可用作饲料添加剂，在猪饲料中加入一定量的二羟基丙酮和丙酮酸盐的混合物，能减少猪肉的脂肪含量增加瘦肉率。在膳食中添加二羟基丙酮可提高有氧耐力，也可以改变机体代谢率和底物利用血脂的变化等方面。

二羟基丙酮的工业化生产主要是利用含有甘油脱氢酶微生物以甘油为底物发酵生产。目前报道最多的能产甘油脱氢酶的微生物为葡萄糖酸杆菌属（Gluconobacter）和醋杆菌属（Acetobacter），能产生二羟基丙酮的主要微生物资源如下： Bacillus xylinum、Acinetobacter sp. strain JC1 DSM 3803、Acetobacter xylinum A-9、Gluconobacter melanogenus IFO 3293、Gluconobacter melanogenus IFO 3294、Hansenula polymorpha CBS 4732、Candida boidinii 2201、Klebsiella aerogenes、Escherichia coli (strain ECFS)、Gluconobacter oxydans ATCC 621、Pichia membranifaciens、Bacillus licheniformis B-05571、Acetomonassp等。国内外关于高产二羟基丙酮的微生物资源报道较少。因此，自主创新地筛选出能够耐受高浓度甘油的微生物菌株，并且研究出一种能够生产高浓度二羟基丙酮的方法迫在眉睫。

发明内容  

本发明目的在于提供一种对高浓度甘油有一定耐受性的菌株HD924，该菌株可用于微生物发酵生产二羟基丙酮。本发明还给出了利用该菌株HD924发酵生产二羟基丙酮的方法，该方法以廉价的甘油为原料，甘油转化率较高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：