[发明专利]一种用放线杆菌微氧发酵产丙酮酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及丙酮酸制备领域，具体涉及一种用放线杆菌微氧发酵产丙酮酸的方法。

背景技术

丙酮酸（Pyruvate）,又称2-氧代丙酸、a-酮基丙酸或乙酰基甲酸，是最重要的a-氧代羧酸之一。丙酮酸在生物能量代谢中具有十分重要的作用，在无氧分解下有各种变化形式，如肌肉产生乳酸、酵母的酒精发酵和植物组织在无氧状态下生成乳酸或乙醇等，而所有形成丙酮酸的反应途径是完全相同的，并且在有氧状态下分解，通过三羧酸循环被完全氧化。可以认为这是获得能量最有效的途径。在这个意义上，丙酮酸位于无氧分解和有氧分解的交界点上，是极为重要的中间产物。丙酮酸还是合成多种化合物的前体，用途极为广泛，如：（1）制药工业：用于酶法合成L-色氨酸、L-酪氨酸、L-多巴；合成 L-半胱氨酸、L-亮氨酸、维生素 B6和 B12等；与乳酸、锂构成人工胰脏；作为体外传感器测定葡萄糖的含量。（2）生化研究：用于伯醇及仲醇的检定；转氨酶的测定；脂肪族胺的显色剂等。（3）农用化学品：合成乙烯系聚合物、氢化阿托酸、谷物保护剂等多种农药的起始原料。（4）细胞培养：与乳酸组成抗氧化剂，降低对细胞的伤害；是动物细胞培养的重要底物。（5）食品工业：GB2760-1996 规定为酸味添加剂。近年来由于在减肥上有特效而受到西方消费者青睐。

目前生产丙酮酸的方法主要有酒石酸脱水脱羧法、乳酸催化氧化法、羟酯丙酮法、电化学合成法、乳酸乙酯空气氧化法、生物发酵法以及酶转化法。国内生产丙酮酸酸的厂家主要有浙江台州兴业化工厂等少数十几家企业，年生产能力约 1000 吨，而且主要使用的是落后的酒石酸法。资料显示能直接产生丙酮酸的菌种主要有以下各属：（1）细菌及放线菌：Acinetobacter（不动杆菌属），Schizophyllum（裂褶菌属），Enterobacter（肠杆菌属），Enterococus（肠球菌属），Escherichia（埃希氏菌属），Pseudomonas（假单孢菌属）；（2）酵母菌：Debaryomyces（德巴利酵母属），Candida（假丝酵母属），Saccharomyces（酵母属），Torulopsis（球拟酵母属）等。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用放线杆菌微氧发酵产丙酮酸的方法，发酵工艺简单，产率高。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案：

一种用放线杆菌微氧发酵产丙酮酸的方法，以产琥珀酸放线杆菌(Actinobacillus succinogenes ）为菌株在微氧环境下发酵产丙酮酸。

上述用放线杆菌微氧产丙酮酸的方法，包括以下步骤：

步骤1，配种子培养基、发酵培养基、碳源补料罐培养液；

步骤2，对发酵罐、碳源补料罐、种子培养基、发酵培养基、碳源补料罐培养液以及血清瓶进行灭菌处理；

步骤3，取灭菌后的血清瓶，接入种子培养基，通入CO₂后再接入产琥珀酸放线杆菌摇床培养后作为发酵菌种；

步骤4，在灭菌后的发酵罐接入发酵培养基，通入气体，再按照接种量体积比为3~10%接入发酵菌种后，通过调控通气量、搅拌转速、初糖浓度和补糖浓度，改变进气成分和pH调节剂发酵30~72h得丙酮酸，发酵全程pH为6.5~7.5，温度为35~40℃。

作为优选的是，所述步骤1的种子培养基成分包括：葡萄糖，酵母膏，玉米浆，NaHCO₃，NaH₂PO₄·2H₂O，K₂HPO₄·3H₂O，pH 7.0；发酵培养基成分包括：葡萄糖，酵母膏，玉米浆，乙酸钠，KH₂PO₄，MgCl₂·6H₂O，CaCl₂，NaCl，Na₂HPO₄·12H₂O，NaH₂PO₄·2H₂O，pH 7.0；碳源补料培养液：葡萄糖、蔗糖、淀粉糖化液、糖蜜或木质纤维素水解液。