《产琥珀酸放线杆菌菌株及其筛选和发酵生产丁二酸的方法》

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丁二酸,又称琥珀酸(succsinic acid),是一种常见的天然有机酸,广泛存在于动、植物和微生物体内,是生物进行TCA循环的中间产物之一。它是一种重要的有机合成中间体,主要应用于食品、医药、生物降解塑料、表面活性剂、洗涤剂、和绿色溶剂等领域。此外,丁二酸还可以用作动物饲料添加剂和植物生长刺激剂等方面。丁二酸生产主要是利用化学合成的方法,从丁烷通过顺式丁烯二酐生产琥珀酸,主要由石蜡氧化法、轻油氧化法、丁烷氧化法、丁二腈水解法、催化加氢等方法。以化学方法生产丁二酸,需要消耗大量不可再生的石化原料,生产成本高,环境污染严重,从而限制了琥珀酸的广泛应用。因此,人们开始将目标转向通过生物发酵法来生产琥珀酸。与传统的化学合成法相比,发酵法具有成本低、环境效益好等优点。通过发酵法生产得到的琥珀酸,其价格大约为0.55~1.1﹩/kg。另外,据Bio-amber公司称,琥珀酸具有25亿欧元的市场,且生物法生产琥珀酸能够与石化的方法相竞争,并计划于2011前利用植物作为原料进行工业生产琥珀酸。丁二酸是许多严格厌氧菌和兼性厌氧菌代谢的重要中间产物。人们已经发现多种微生物可以通过发酵来生产琥珀酸,其中研究主要集中在大肠杆菌(E. coli),曼海姆产琥珀酸菌(Mannheimia succiniciproducens),产琥珀酸厌氧螺菌(Anaerobiospirillum succiniciproducens)和产琥珀酸放线杆菌(Actinobacillus succinogenes)。此外,一些乳酸菌、丙酸产生菌及真菌等也可以产生少量丁二酸。在众多的产琥珀酸微生物中,瘤胃微生物产琥珀酸放线杆菌能够利用多种糖类进行发酵,并且可以耐受葡萄糖和琥珀酸的浓度分别高达158g/L和104g/L;同时,该菌以其高产量、高耐受性等优势,成为最具发展前景的琥珀酸产生菌之一。但是由于国外的技术封锁,国外的菌种难以获得,即使购买到国外菌种,也会由于具体技术条件难以得知,产量也不高,根本达不到文献报道的产量;国内丁二酸菌株生产方面与国外还有一定的差距,国内最高产的也就是50g/L左右的丁二酸。因此,筛选丁二酸更高产的微生物菌株和研究出一种能够生产更高浓度丁二酸的方法是很有必要的。

该发明公开了一种产琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogenes菌株CCTCC M 2011399,以及其筛选和生产丁二酸的方法,该菌株从牛瘤胃富集、筛选获得,并利用该产琥珀放线杆菌菌株接入种子培养基中,在厌氧培养箱或普通培养箱中30-38℃静止培养24-36h,按1-10%的接种量接入发酵培养基中,调节pH在6.0-7.0,并在30-38℃发酵24-120h,即可得到丁二酸。并对不同原料和培养基中进行发酵研究,丁二酸产量能达到70g/L,具有工业化生产的潜力。

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