[发明专利]发酵方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于生产二羧酸的方法。

发明背景

二羧酸(例如苹果酸、富马酸和琥珀酸)是重要的化合物，其在食品工业中用于食物制备和保存，在医药工业中用于配制医药制品，以及用于(生物)聚合物中的构建单元和其他工业用途。为了满足对二羧酸的日益增加的需要，正在开发更高效和更具成本效益的生产方法。

已知一些生产二羧酸的方法。传统上，通过在中性pH下发酵细菌来制造二羧酸，这例如描述于US5,573,931中。另外，其它微生物如酵母已被用于在低pH下生产二羧酸，其优点为直接生产酸(WO2010/003728)。

为了实现经济上可行的方法，需要快速高效地生产二羧酸。所需效率设置了发酵方法中可使用的生物质的量的上限。这影响了生产力，其正是目前的方法所遭遇的问题。这可通过重复利用生物质从而允许较高的生物质浓度来解决。这种提高发酵速率的技术在许多应用如乙醇生产(Cyzewski等人,1977)中被充分描述。

然而，对于二羧酸的生产，在第二发酵运行中观察到了对固有活性的负面影响。这意味着：大部分重复利用的生物质不再生产，从而阻碍整合了细胞再循环的方法的实施。

本公开旨在提供经改进的发酵生产二羧酸的方法，当用于上述发酵中时，所述方法克服了不产出性(non-productive)生物质的缺点。

发明简述

本发明涉及一种生产二羧酸的方法。所述方法包括在容器(vessel)中发酵真菌菌株，所述容器包含合适的发酵培养基。进行所述方法的方式使得至少部分细胞被重复利用(即，再循环)。细胞可被再循环回原始容器或者再循环入第二容器。关键地，部分真菌细胞的重复利用在维生素和/或微量元素的存在下进行。

在经由真菌菌株发酵的标准二羧酸生产期间，通常会看到比生产力(qp)的降低。类似地，在相同培养基中生长的再循环细胞也展示出比生产力(qp)的降低。然而，出乎意料地，我们已发现：当进行重复利用时向培养基补充维生素和微量元素导致qp被完全恢复，达到了与初始发酵中相同的水平。可观察到较高的KPi：qp降低和较高Yps。

因此，根据本发明，提供了用于制备二羧酸的方法，所述方法包括在包含合适发酵培养基的容器中发酵真菌细胞，其中在维生素和/或微量元素的存在下重复利用至少部分真菌细胞。

附图简介

图1显示了不同细胞再循环之前和之后的琥珀酸生产力(按照生物质归一化)。

图2显示了具有不同起始生物质浓度的再循环培养中琥珀酸浓度的演变。

图3显示了培养基组成对再循环培养的影响的表征。生产培养被用作参照。A.所产生琥珀酸的量；B.达到的KPI。

图4显示了各发酵的KPI值及其累计值(即，考虑到之前运行的发酵)的比较。

发明详述

在本说明书和附属权利要求的通篇，词语“包括”、“包含”和“具有”应被解释为包含性的。换言之，在语境允许的情况下，这些词语意图传达的意思是：可以包括其它没有明确列举的要素或整体。

本文中不使用数量词修饰时指的是一个/种或多于一个/种(即一个/种或至少一个/种)语法对象。例如，“要素”可意味着一个/种要素或多于一个/种要素。

本发明涉及一种用于生产二羧酸的方法。术语“二羧酸”和“二羧酸根(dicarboxylate)”(例如“琥珀酸或苹果酸”和“琥珀酸根和苹果酸根”)在本文中具有相同含义并可交换使用，前者是后者的氢化形式。

在所述方法中，在包含合适发酵培养基的容器中发酵真菌细胞。本文所使用的术语发酵指的是化合物的微生物生产，在此处是由碳水化合物生产二羧酸。

优选地，发酵产物是二羧酸，优选地苹果酸、富马酸或琥珀酸或己二酸，优选地琥珀酸。

用于生产发酵产品的方法的一些优选实施方式在本文中被进一步限定为用于生产二羧酸的方法。

关键地，在本发明中，在维生素和/或微量元素的存在下，发酵中使用的至少部分真菌细胞被重复利用，即一部分真菌细胞被再循环。