[发明专利]一种使用两种菌株藕合发酵实现丁二酸高产的方法

说明书

技术领域

一种使用两种菌株藕合发酵实现丁二酸高产的方法，本发明涉及使用两种菌株，两个发酵系统高效利用纤维素水解液中的还原糖组分，实现丁二酸高产的方法，属于生物工程技术领域。

背景技术

中国北方的玉米秸秆和南方的稻谷秸秆、甘蔗渣等是非常优良的纤维素资源。尽管，近几年来，学术界对于纤维素的预处理，酶解糖化等工艺的研究日臻成熟，但是目前，真正使用纤维素水解糖大规模制备化学物质还处在初级阶段。

这其中有一个关键的问题，即不管纤维素是采用何种方式的预处理方法，例如酸解、碱解和蒸汽爆破或几种方法的组合等方法；再使用多种酶的组合进行酶解，例如纤维素酶，木糖酶，果糖酶，葡聚糖酶，果胶酶，半纤维素酶等多种酶及其组合，而纤维素的水解液中总会有20 wt%~30wt%的五碳水解糖（戊糖），这是大部分微生物难以利用的，特别是目前为学界熟练应用的基因工程菌。如何使基因工程菌再具备一条能够利用戊糖的代谢途径是目前学术界重点研究的课题。

然而，许多基于天然菌株筛选的细菌，例如可以代谢产生丁二酸的琥珀杆菌CGMCC 1593就可以轻松的利用戊糖进行丁二酸的代谢，而CGMCC 1593的原始菌株恰恰是从食草动物的消化道里提取的。

基因工程菌存在着诸多的优势，例如代谢产物的单一选择性，葡萄糖利用率远高于天然菌株，发酵效率远高于天然菌株。CN102634474B（申请号201210094742.6）披露的嗜乙酰乙酸棒杆菌（Corynebacterium acetoacidophilum）YF/ΔldhCCTCC NO：M2012041，是一株典型的可以高产丁二酸的基因工程菌，发酵性能比较如下表：

菌株名称糖酸转化率丁二酸选择性CCTCC NO：M201204195%99%CGMCC 159380%90%

如何在发酵过程中既能提高纤维水解糖的利用率，又能发挥基因工程菌发酵效率高的优势。这是一个极有意义的问题。

解决这样的问题，无外乎几个方面。一是，提高专用酶的选择性，例如淀粉是目前制备葡萄糖的主要原料，使用淀粉酶和糖化酶可以确保97%以上的淀粉水解成葡萄糖；二是，如上文提及，在基因工程菌种中增加一条非葡萄糖的利用代谢途径。

本发明述及的内容，是在上述解决途径之外增加的一个解决办法，即将基因工程菌的发酵系统与天然菌株的发酵系统藕合，基于基因工程菌在发酵系统中利用纤维素水解糖中的葡萄糖，而天然菌株在发酵系统中利用纤维素水解糖中的戊糖。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用两种菌株藕合发酵实现丁二酸高产的方法。

本发明的技术方案：一种使用两种菌株藕合发酵实现丁二酸高产的方法，利用产丁二酸的基因工程菌CCTCC NO：M2012041和筛选自野生菌的放线杆菌CGMCC 1593两个发酵系统藕合代谢，提高纤维素水解糖中葡萄糖和戊糖的利用率，同时兼顾了两种菌各自的优势。

一株嗜乙酰乙酸棒杆菌（Corynebacterium acetoacidophilum）YF/Δldh，该菌株为通过基因敲除技术构建的乳酸脱氢酶基因（ldh）缺失菌，已于2012年2月29日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号CCTCC NO：M2012041；已在CN 102634474A（申请号201210094742.6，发明名称：一株嗜乙酰乙酸棒杆菌及其产丁二酸的方法）中公开披露。