[发明专利]一种微生物发酵生产L-赤藓酮糖的菌株HD385和方法

说明书

技术领域    

本发明属于生物制造领域，具体涉及到一种好氧微生物发酵赤藓糖醇生产L-赤藓酮糖用的菌株HD385和利用该菌株发酵生产赤藓糖醇的方法。

背景技术

L-赤藓酮糖是一种天然的丁酮糖，是赤藓糖的酮糖形式。其分子式是C₄H₈O_4，分子量为120.10，英文名称：L-erythrulose，是一种黄色高粘稠液体，有甜味。

L-赤藓酮糖可以与皮肤外部或老死表层中的角蛋白氨基酸发生反应，使皮肤变成棕色而作为自然仿晒试剂，同时它也是多种抗感染药物的前体化合物。其主要用途是用于化妆品行业，一般用作美黑剂。与二羟基丙酮相比较，其美黑效果更佳持久、自然；如果和二羟基丙酮配合使用，使颜色加深，分布更为均匀。

L-赤藓酮糖的工业化生产主要是利用含有赤藓糖醇脱氢酶微生物以赤藓糖醇为底物发酵生产。报道最多的能产L-赤藓酮糖的微生物为葡萄糖酸杆菌属（Gluconobacter）和醋杆菌属（Acetobacter）。目前已报道的能产L-赤藓酮糖的微生物资源如下：Gluconobacter oxydans ATCC621、Gluconobacter oxydans DSM7145、Gluconobacter frateurii CHM43、Gluconobactermelanogenus LMG1387、Acetobacter suboxydans、Acetobacter xylinum等。国内外关于产L-赤藓酮糖的微生物资源及微生物生产报道较少，且很多菌株的转化率都较低，例如利用Gluconobacter oxydans ATCC621生产L-赤藓酮糖时对底物的转化率仅为45~50%。因此，自主创新地筛选出能够耐受高浓度赤藓糖醇的微生物菌株，并且研究出一种能够生产高浓度L-赤藓酮糖的方法迫在眉睫。

发明内容  

本发明目的在于提供一种对高浓度赤藓糖醇有一定耐受性的菌株HD385，该菌株可用于微生物发酵生产L-赤藓酮糖。

本发明还给出了利用该菌株HD385发酵生产L-赤藓酮糖的方法，该方法以赤藓糖醇为原料，赤藓糖醇转化率较高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种微生物发酵生产L-赤藓酮糖的菌株HD385，其分类属醋酸杆菌科（Acetobacteraceae）葡萄糖酸杆菌属（Gluconobacter）Gluconobacter kondonii，该菌株在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏号为：CGMCC No.8391；保藏日期为2013年10月24日；保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。

利用所述菌株HD385发酵赤藓糖醇生产L-赤藓酮糖的方法，具体为：将菌株HD385按1～10%的接种量接入液体发酵培养基，在好氧条件下于28～30℃发酵培养48～72 h；所述液体发酵培养基组成为：赤藓糖醇50～250 g/L，氮源6～20 g/L，碳酸钙0.1～15 g/L，KH₂PO₄ 0.1～8 g/L，余量为水，培养基pH 4～7。

或者，也可以将菌株HD385先按1～10%的接种量接种到一级种子培养基中，于28～30℃好氧培养6～24 h；然后将培养好的一级种子按1～10%的接种量接入二级种子培养基中，8～10 h后将培养好的二级种子按1～10%的接种量再接入液体发酵培养基；其中，所述一级种子培养基的组成为：赤藓糖醇10～50g/L，酵母粉5～15g/L，KH₂PO₄ 0.1～0.5g/L，余量为水，pH自然；所述二级种子培养基的组成为：赤藓糖醇10～50g/L，酵母粉5～15g/L，CaCO₃ 0.1～0.5g/L，余量为水，pH 4.0～7.0。

具体的，所述赤藓糖醇优选为食品级赤藓糖醇、医药级赤藓糖醇等。所述氮源优选为酵母粉、牛肉膏、蛋白胨、玉米浆、尿素或无机铵盐等。

可通过本领域的常规方法来调节培养基的pH值，如添加盐酸、氢氧化钠等无机酸碱。其中，所述液体发酵培养基、一级种子培养基和二级种子培养基的灭菌条件为：107～121℃，15 min。