[发明专利]一种鞘氨醇杆菌及其在催化合成L(+)-酒石酸或其盐中的应用及方法

说明书

本发明公开了一种鞘氨醇杆菌及其在催化合成L(+)‑酒石酸或其盐中的应用及方法。所述鞘氨醇杆菌保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.18074，命名为：鞘氨醇杆菌BK99。本发明鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium sp.)BK99能将5‑酮基‑D‑葡萄糖酸或其盐生物合成为L(+)‑酒石酸或其盐，避免了现行工艺使用不可再生的化石原料；另一方面，本发明的鞘氨醇杆菌替代已见报道的采用稀有金属催化5‑酮基‑D‑葡萄糖酸合成L(+)‑酒石酸的方法，避免了稀有金属的使用。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别是涉及一种鞘氨醇杆菌及其在催化合成L(+)-酒石酸或其盐的微生物菌株中的应用及其应用方法。

背景技术

L(+)-酒石酸是一种天然构型有机酸，在葡萄、罗望子、天竺葵等高等植物中存在，广泛应用于食品、医药、化工、建筑、金属等行业。

L(+)-酒石酸的获得方法主要有提取法、化学合成拆分法、酶法合成以及糖质发酵法。天然酒石酸主要是从葡萄酒酿造过程的副产物酒石中提取，如米思(响应面法优化毛葡萄酒泥中L(+)-酒石酸提取工艺[J].食品科学,2012,33(8):49-53)等人从毛葡萄酒泥里提取L(+)-酒石酸。其产量和价格，取决于葡萄种植的丰欠水平。

化学法可分是以顺丁烯二酸酐或顺丁烯二酸为原料经催化氧化为环氧琥珀酸，再开环得到DL-酒石酸，后者经拆分获得L(+)-酒石酸(赵培庆,彭志光,张小明,索继栓.酒石酸的制备方法CN1376663A[P].2002)。

酶法催化合成是目前L(+)-酒石酸生产广泛采用的方法。该法以顺丁烯二酸酐为原料、以钨酸钠等稀有金属为催化剂化学合成顺式环氧琥珀酸盐；然后以顺式环氧琥珀酸水解酶或含此酶的微生物细胞为催化剂，将顺式环氧琥珀酸盐转化为L(+)-酒石酸盐。不论是化学拆分法还是酶法，其原料均来源于石化来源的苯或丁烷制得的顺丁烯二酸酐，具有不可再生的特点。

糖质发酵法是以葡萄糖为原料，经微生物体内生物合成为制得L(+)-酒石酸的工艺。该法使用的葡萄糖原料，可来自于大米、玉米等粮食，也可来自木薯等非粮植物，更可来自秸秆、木屑等生物质资源，来源稳定并可再生，更适合于食品对绿色和天然的追求。研究、开发和应用L(+)-酒石酸的糖质微生物发酵技术是未来发展的趋势。已知氧化葡萄糖酸杆菌能以葡萄糖为底物发酵产生5-酮基-D-葡萄糖酸(High-temperature-resistantbacterium capable of producing5-ketogluconic acid,and method for producing 5-ketogluconic acid using the high-temperature-resistantbacterium.WO2009JP06953[P].2009)，后者经金属催化可产生L(+)-酒石酸(基于5-酮基-D-葡萄糖酸生物制造L-(+)-酒石酸的研究进展[J].现代化工,2013,33(9):13-16)。然而，进一步的研究表明其5-酮基-D-葡萄糖酸转化为L(+)-酒石酸过程并非生物转化，而是由一种稀有金属催化的转化反应，其转化率也低下。因此，筛选以5-酮基-D-葡萄糖酸为底物发酵产生L(+)-酒石酸的微生物菌种，对L(+)-酒石酸产业具有重要的经济意义和环境意义。

发明内容

本发明提供了一种鞘氨醇杆菌及其在催化合成L(+)-酒石酸或其盐中的应用及方法。

本发明从自然界筛选获得了一株能够催化5-酮基-D-葡萄糖酸或其盐合成L(+)-酒石酸或其盐的微生物菌株。该菌株经鉴定为鞘氨醇杆菌，命名为鞘氨醇杆菌BK99，保藏于位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏号为CGMCC No.18074，保藏日：2019年7月4日。