[发明专利]一种产琥珀酸放线杆菌生产琥珀酸的调控方法

说明书

本发明公开了一种产琥珀酸放线杆菌生产琥珀酸的调控方法，属于生物工程技术领域。本发明将丁二酸发酵过程所需的氮源以一定的方式加入到发酵罐中，方式为分批次或者连续，分批加入的方式为在发酵进行至0h～30h时加入氮源，连续加入的方式为在发酵开始时以0.4～0.6g/L/h的速度将氮源补入发酵罐内。从而提高丁二酸的得率、减少副产物的产生。本发明减少了发酵过程中的副产物，降低丁二酸的生产成本。

技术领域

本发明涉及利用发酵调控手段以提高琥珀酸生产效率的方法，属于生物工程技术领域。

背景技术

丁二酸(Succinic Acid，Butanedioic Acid)，又称琥珀酸，被美国FDA认定为“一般认为安全”(GRAS)，因此可以用于多种用途。2004年美国能源部的一份报告指出，丁二酸是合成大宗日用品和重要化学品的平台化学物质，有着巨大的经济价值。随着能源紧缺，利用生物发酵法生产丁二酸的前景非常广阔。

目前已开发出多项技术将丁二酸转化为重要的工业化学品，包括N-甲基吡咯烷酮、1，4-丁二醇、四氢呋喃、γ-丁内酯、己二酸、PBT树脂、PBS可降解材料等。其中许多化工产品目前都是以石油或煤化工产品(如苯、丁烷等)为原料合成的，受原料价格波动较大，且资料紧缺，不可再生。现报道大约有250种以苯或丁烷为原料的化工产品可以通过丁二酸为原料来生产。因此，全球对丁二酸的需求将不断加大。

目前文献报道的发酵法生产丁二酸主要生产菌株有牛瘤胃中分离的产琥珀酸放线杆菌(Actinobacillus succinogenes)、产琥珀酸曼式杆菌(Mannheimiasucciniciproducens)、产琥珀酸厌氧螺菌(Anaerobiospirillum succiniproducens)，基因工程构建的大肠杆菌(Escherichia coli)、谷氨酸棒状杆菌(Corynebacteriumglutamicum)、酵母菌(yeast)等。产琥珀酸放线杆菌(Actinobacillus succinogenes)能够利用的糖质原料包括葡萄糖、果糖、麦芽糖、木糖、蔗糖、乳糖、半乳糖等糖类，能利用多种农副产品如乳糖、木薯、玉米、甜菜、甘蔗糖蜜(中国专利申请200610038113.6、200710019686.9)和菊芋(中国专利申请200810007470.5)，也适于发酵秸秆、木材工业下脚料，制糖造纸业下脚料和城市纤维垃圾等木质纤维物的水解糖浆原料生产丁二酸(中国专利申请20071092025.6)。因此产琥珀酸放线杆菌是目前研究的最多的产丁二酸的菌株之一。

产琥珀酸放线杆菌为野生菌，具有稳定的遗传特性，能够耐受较高的产物与底物浓度，对各种廉价的废弃生物质的利用情况良好。且由于野生菌在发酵过程中生长和产酸是相偶联的，因此发酵方式采用的是一步厌氧发酵，反应条件温和，对设备的要求较低，因此在能耗和生产效率方面占有一定优势。

与工程菌相比，野生菌发酵过程中产生的副产物较多，丁二酸对碳源的质量收率相对较低，普遍在70％左右。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明需要解决的技术问题是公开一种产琥珀酸放线杆菌生产丁二酸的方法，以克服现有技术存在的上述缺陷，从而达到琥珀酸收率提高、副产物减少的目的。

本发明的主要内容是：将丁二酸发酵过程所需的氮源以一定的方式(发酵过程中分批次或者连续)加入到发酵罐中，分批加入的方式为在发酵进行至0h～30h时加入氮源，连续加入的方式为在发酵开始时以0.4～0.6g/L/h的速度将氮源补入发酵罐内。从而提高丁二酸的得率、减少副产物的产生。

所述的分批加入的方式为在发酵进行至0h～30h时加入氮源为在0h、10h、15h、20h、30h分别加入2g/L的氮源或是在0h、8h、14h、18h、30h分别加入2g/L的氮源或是在0h、12h、16h、22h、30h分别加入2g/L的氮源。

所述的氮源为酵母粉、安琪酵母粉、豆饼粉、玉米浆干粉、花生饼粉、棉籽粉。