[发明专利]一种以蔗糖为原料发酵生产乳酸单体的方法

说明书

本发明公开了一种以蔗糖为原料发酵生产乳酸单体的方法。通过在培养基中加入一定浓度的蔗糖酶，将蔗糖逐步水解为葡萄糖和果糖的同时，由乳酸单体生产菌种将葡萄糖和果糖转化为L‑乳酸或D‑乳酸，蔗糖到乳酸单体的转化率达到100%以上，本发明可以用于蔗糖原料的高效乳酸单体的生物发酵法制备。

技术领域

本发明涉及生物发酵技术领域，具体涉及一种以蔗糖为原料发酵生产乳酸单体的方法。

背景技术

乳酸单体是生物可降解材料聚乳酸的生产用单体，分为L-型乳酸和D-型乳酸。微生物发酵法是最具工业化生产优势的乳酸单体制造方法。

近年来，随着“白色污染”治理需求，生物可降解聚乳酸材料发展迎来巨量市场需求。聚乳酸生产所需乳酸单体的大规模工业化生产，已成为聚乳酸产业链中最为关键的一环。前期的研究结果显示，以淀粉或生物柴油副产物甘油为原料，通过代谢工程菌生物代谢已实现乳酸单体（D-型乳酸或L-型乳酸）的规模化生产。现有用于乳酸单体制造的原料，主要包括淀粉、葡萄糖、甘油、木质纤维素水解糖等（Tian, et al, Biotechnology andBioengineering, 2016, 113: 181-188.；Niu, et al, Microbial Cell Factories, 13:78-88.；Chen, et al, Green Chemistry, 16: 342-350.；Zhou, et al. MetabolicEngineering, 14: 560-568；Chen, et al, Biotechnol Adv, 31:1200-1223, 2013；田康明等，生物工程学报, 29: 111-114, 2013；田康明等，生物工程学报, 29: 1-10, 2013）。现有乳酸单体高效生产菌种主要是通过遗传重组技术获得的，其中重组大肠杆菌具有底物代谢谱广、代谢速度快、乳酸单体合成效率高等优点，已具备以葡萄糖为原料工业化生产L-乳酸或D-乳酸单体。

蔗糖是自然界中最主要的二糖，一个分子的蔗糖由一分子的葡萄糖和一分子的果糖构成，是发酵工业的重要原料之一。目前淀粉糖产业的迅猛发展，需要就蔗糖为原料的大宗工业品生产技术创新与应用，其中利用蔗糖作为发酵原料用于乳酸单体的发酵生产已呈现出显著的原料优势和巨大的产品应用空间。但是，作为现有乳酸单体生产主要菌株的代谢工程大肠杆菌，往往不能直接代谢蔗糖或者代谢蔗糖的能力极弱。