[发明专利]库德里阿兹威氏毕赤酵母NG7微生物及其用途

说明书

本发明涉及一种显示耐热性和耐酸性的库德里阿兹威氏毕赤酵母菌种NG7；一种用于产生有机酸或醇的组合物，其包含所述菌种及其培养物；以及一种用于产生有机酸或醇的方法，其包括培养所述菌种的步骤。

技术领域

本发明涉及一种具有耐酸性和耐热性的新型库德里阿兹威氏毕赤酵母 (Pichiakudriavzevii)NG7微生物、一种包含该微生物或其培养物的用于产生有机酸或醇的组合物和一种包括培养该微生物的产生有机酸或醇的方法。

背景技术

有机酸广泛用于各种工业领域，包括食品、医药和药品、化妆品等。自1880 年乳酸的第一次商业化以来，柠檬酸在1923年被商业化，并且接着是乙酸、衣康酸、琥珀酸等的商业化。这些有机酸主要通过发酵或化学合成产生，其中， 70种或更多种有机酸通过发酵产生，并通过糖酵解和柠檬酸途径合成。在这些有机酸中，可以大规模生产乙酸、乳酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸等。特别地，在乳酸的情况下，聚乳酸已经被确认为可以替代由石油生产的塑料的可生物降解聚合物，因此对用作单体的乳酸的需求显著增加。

对于使用乳酸作为聚乳酸的单体，需要选择性地产生乳酸的光学异构体，并且在这点上，使用微生物的方法优于现有的化学合成方法。有许多已知的乳酸杆菌(Lactobacilli)，它们是产生乳酸的微生物。然而，当通过培养这些微生物产生乳酸时，缺点是一起产生两种光学异构体(D-乳酸盐和L-乳酸盐)，因此需要遗传操作，并且该微生物具有弱的耐酸性。

此外，在乳酸发酵过程中积累的乳酸可以酸化给定培养基的pH，从而抑制给定菌株的生长。因此，在乳酸发酵中已使用向培养基中添加中和剂的方法。在上述方法中最广泛使用的碳酸钙可以通过与乳酸结合而形成钙盐，并且通过在发酵过程之后用酸溶液处理沉淀物来回收乳酸的过程期间，可以形成与乳酸的摩尔量相同的石灰。该方法可能使纯化过程复杂化，产生强酸性废水，并形成副产物，从而增加乳酸的生产成本。为了解决这些问题，对能够最小化中和剂的使用的耐酸性微生物的使用越来越感兴趣(BiotechnolbiAdvances，2013； 31：877-902)。尽管野生型酵母不能产生乳酸，但是它们具有比细菌显著高的抗逆性，因此基于该特性的酵母中乳酸产生的研究是竞争地进行的。特别地，通过操作耐酸菌株的乙醇产生途径以代替乙醇而产生乳酸，从而在不使用中和剂的酸性条件下在各种酵母中进行乳酸生产的研究(Biotechnol Genet Eng Rev.2010；27：229-256)。

此外，具有高潜力作为绿色燃料的生物乙醇被用作可以解决严重环境问题例如全球变暖的同时减少对油能依赖性的替代燃料。然而，对第一代生物乙醇快速增长的需求已导致作物产品例如玉米和甘蔗的价格飙升，此外，已经引起其它作物的价格上涨，并因此用于解决能源问题的生物乙醇生产正在成为粮食问题的新起因。

由于上述问题，所谓的第二代生物燃料纤维素生物乙醇被聚焦为新的替代物。纤维素生物乙醇是由葡萄糖制备的乙醇，其通过分解地球上最丰富的有机材料和植物细胞壁的主要组成成分即纤维素而产生。因此，与目前通过玉米淀粉的发酵生产乙醇的第一代方法不同，生产纤维素生物乙醇的方法是使用已经丢弃或燃烧的玉米的所有组织例如叶、茎、根等来生产生物乙醇的方法。通过上述方法，可以从所有植物例如玉米糠、米糠、草、芦苇、火焰草、木材废料等的组织中生产生物乙醇。

用作第二代生物燃料的原料的材料称为木质纤维素生物质，并且木质纤维素生物质主要由三种组分组成：纤维素、半纤维素和木质素。其中，半纤维素含有约5％至约20％的量的阿拉伯糖和木糖。使用构成半纤维素的重要部分的戊糖生产生物乙醇目前具有许多限制。

此外，已经积极地进行了对生物柴油的研究，其为一种环境友好的清洁替代能源。然而，生物柴油的缺点在于其产生甘油作为副产物。甘油可以用作化妆品、食品制剂和石化衍生物的原料，但其缺点在于对可以利用其作为糖的原料的宿主细胞存在限制。

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技术问题