[发明专利]一株能利用菊粉的肠膜明串珠菌突变菌株及其应用方法

说明书

本发明一株能利用菊粉的肠膜明串珠菌突变菌株及其应用方法，涉及细菌，该菌株是肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)Δadh::InuE Δldh(0503)::InuE Δldh(0373)::InuE菌株,其在中国典型培养物保藏中心(CCTCC)保藏，保藏号是CCTCC No：M20191022。将该菌株以重量百分比1％转接到MRS培养基中，于30℃下，以转速为120转/分钟的摇床培养28小时，甘露醇浓度可以达到42.93克/升，既能利用比蔗糖廉价的菊粉又减少了底物的添加量。

技术领域

本发明的技术方案涉及细菌，具体地说是一株高产甘露醇的肠膜明串珠菌突变菌株及其应用方法。

背景技术

甘露醇(Mannitol)是一种己六醇，在医药领域、食品领域和塑料领域均得到广泛的应用。

目前，世界上工业生产甘露醇主要有二种工艺。第一种是海藻提取法：提取1吨甘露醇约需13～15吨干海带，在生产海藻酸盐的同时，将提碘后的海带浸泡液，经多次提取浓缩、除去杂质、离子交换、蒸发浓缩、冷却结晶而得；生产过程产生大量废水，能耗高，污染严重，收率低。第二种是催化加氢法：以蔗糖或葡萄糖为原料，通过水解、差向异构与酶异构，然后加氢而得；原料来源稳定，生产期限不受限制，成本低，但是其产率较低，且有山梨醇伴生。

实验室生产甘露醇的方法还有二种。一是酶转化法，酶法氢化须要在体系中加入价格昂贵的辅酶，不经济。二是微生物发酵法，自然界中能合成甘露醇的微生物种类较多，细菌、酵母和霉菌中都有一些菌株具有产甘露醇的能力。在乳酸细菌转化甘露醇的过程中，甘露醇为主要产物，同时产乳酸、乙酸、乙醇和二氧化碳，而不产生其它多元醇等副产物，因而易于纯化分离及精制，并且条件温和、转化率较高。

很多菌株以果糖为底物发酵产生甘露醇，而明串珠菌将果糖和蔗糖都可以作为底物产生甘露醇。廉价的蔗糖进入明串珠菌胞内后，分解成1-磷酸葡萄糖和果糖，果糖再转化为甘露醇，反应步骤相对少；而同型乳酸发酵的乳杆菌中葡萄糖经6-磷酸葡萄糖、6-磷酸果糖和1-磷酸甘露醇等中间产物最终转化为甘露醇，反应步骤相对多；明串珠菌的染色体基因组只有2M左右，故发酵周期只有20小时左右；明串珠菌是耐氧的，故发酵过程中不需要提供氧气；因此明串珠菌实现大规模工业化生产甘露醇的潜力比较大。

CN2018115455031公开了一株高产甘露醇的肠膜明串珠菌突变菌株及其应用方法，该明串珠菌突变菌株是葡聚糖蔗糖酶和D-乳酸脱氢酶基因敲除、乙酰磷酸转移酶基因敲除并敲入甘露醇脱氢酶基因、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因敲除并敲入甘露醇脱氢酶基因、果糖激酶基因敲除并敲入甘露醇脱氢酶基因、乙醛脱氢酶基因敲除并敲入1-磷酸甘露醇脱氢酶编码基因和甘露醇-1-磷酸酶编码基因串联体的肠膜明串珠菌突变菌株，虽然比初始菌株提高了产量，但蔗糖消耗较多，使发酵培养基的成本还是较高，不足以应用于生产中。

总之，现有的明串珠菌发酵技术中，以蔗糖为底物生产甘露醇的过程成本较高，还需要进一步降低。

发明内容