赤藓糖醇制造方法、丛梗孢酵母变异菌株及其用图_3

文档序号:8425897阅读:来源:国知局
根据常规发酵法生产赤藓糖醇时所使用的作为高价基质的葡萄糖和酵母提 取物,则在培养时能够确立经济性格外高的工序。
[0058] 在本发明中,葡萄糖母液和玉米浸渍液或其加工物可以分别用作赤藓糖醇生产菌 株用来生产赤藓糖醇的碳源和氮源,本发明不仅由副产物提供碳源和氮源,而且确立了使 用副产物生产比以往优异的赤藓糖醇的方法。
[0059] 作为另一实施方式,培养赤藓糖醇生产菌株可以进一步包含酵母提取物。酵母提 取物作为用作菌株氮源的物质,可以与玉米浸渍液或其加工物一同用来为菌株的培养提供 充分的营养源。在培养基内可以包含大于0且小于或等于0. 5 (w/v) %的上述酵母提取物。 在酵母提取物低于上述含量范围或完全不加入酵母提取物的情况下,可能会存在微生物的 正常生长发育本身无法良好实现的问题,在大于0. 5 (w/v) %的情况下,虽然微生物生长发 育活跃,但具有代谢大体侧重于生长发育的倾向,从而可能会存在目标赤藓糖醇生产性降 低的问题。具体地说,可以包含大于0且小于或等于0. 25(w/v) %、0. 25至0. 5(w/v) %的上 述酵母提取物。
[0060] 作为本发明的一个实施方式,在包含基质的培养基中培养赤藓糖醇生产菌株的步 骤可以在30至37°C、优选在30至35°C的温度下实施。在温度小于30°C的情况下,存在微 生物生长发育速度显著变慢,赤藓糖醇生产性也大大降低的问题,在大于37°C的情况下,由 于是不适于微生物生长发育的温度的高温,因此可能存在微生物因高温而受到损伤或被杀 灭的问题。具体地说,可以是35至37°C、30°C至35°C,但只要属于赤藓糖醇生产菌株能够 极好地生产赤藓糖醇的温度范围就不受此限制。
[0061] 此外,在包含基质的培养基中培养赤藓糖醇生产菌株的步骤可以在pH5至6下实 施。如果培养基内的pH小于3或大于7,则pH对微生物生长发育造成影响,从而使菌株几 乎无法生长。具体地说,本发明的赤藓糖醇生产菌株如果在培养时不调节PH,则通常会自行 将pH保持在4左右,从而能够生长发育。换言之,在pH为4至7时,虽然赤藓糖醇生产性 降低,但不会对微生物生长发育造成影响。然而,为了赤藓糖醇的有效生产,优选在上述范 围的pH(pH5~6)下进行培养。例如,可以是pH5至5. 5、pH5. 5至6或约pH5. 5,只要 属于赤藓糖醇生产菌株能够极好地生产赤藓糖醇的pH范围就不受此限制。
[0062] 在本发明中,培养菌株的步骤可以实施3至9天。例如,上述培养菌株的步骤可以 进行约5至8天或约6至7天,但不限于此。作为一个实例,在持续进行培养的情况下,赤 藓糖醇生产速度或葡萄糖消耗速度可能降低,但可以使最终赤藓糖醇产量增加。
[0063] 作为另一实施方式,在包含基质的培养基中培养赤藓糖醇生产菌株的步骤可以是 分批式、补料分批式或连续式形式的培养。
[0064] 所谓分批式培养是指如下培养:在发酵或酶转化等反应槽内,利用微生物或酶进 行反应的情况下,将含有起始原料的液体、和微生物或酶全部添加后使其反应,之后,将反 应而得的进行回收,为了重新准备下次反应而经历水洗过程的培养。在本发明中,可以是将 赤藓糖醇生产菌株用来生产赤藓糖醇的培养基成分全部添加于发酵槽内进行培养后经历 回收培养液的过程的培养。
[0065] 所谓补料分批式培养是分批式培养的一种方法,是指在培养过程中添加有机营养 成分来提高期望产物的生产性的培养。在本发明中,可以是在赤藓糖醇生产菌株的培养过 程中添加葡萄糖母液的培养,但不限于此,可以是在赤藓糖醇生产菌株的培养过程中添加 玉米浸渍液或玉米浸渍液的加工物、葡萄糖、酵母提取物等用于增加赤藓糖醇的生产的成 分的培养。
[0066] 所谓连续式培养是指,持续提供新的营养培养基,同时持续去除包含细胞和生产 物的培养液的培养。例如,可以是在赤藓糖醇生产菌株的培养过程中,一边持续地提供葡萄 糖母液,一边去除生产了赤藓糖醇的培养液的培养,但不限于此。
[0067] 在本发明中,所谓术语"加料"是指,向培养赤藓糖醇生产菌株的培养基注入葡萄 糖母液来调节培养基内的葡萄糖浓度。例如,如果培养基内的葡萄糖浓度变为50g/L以 下,则向培养基注入葡萄糖母液,但加料葡萄糖母液的培养基内的葡萄糖浓度基准可以是 100g/L、200g/L、450g/L。
[0068] 作为本发明的一个实施方式,加料可以间歇性实施,间歇性实施加料的意思是,可 以以一定的时间间隔反复实施加料,在本发明中,间歇性实施加料的一定的时间间隔可以 指葡萄糖浓度变为一定基准以下的时间。
[0069] 通过上述间歇性加料,能够将发酵槽内的葡萄糖浓度保持在10至100g/L程度。具 体地说,可以是40至80g/L、45至70g/L。在本发明的具体实施例中,如果培养时发酵槽内 的葡萄糖浓度变为50g/L以下,则间歇性加料葡萄糖母液而将培养液内的葡萄糖浓度保持 为50至80g/L。通过这样的间歇性加料,能够使发酵槽内的葡萄糖浓度保持在上述范围,从 而根据本发明的目的,能够极好地制造赤藓糖醇。
[0070] 在本发明的一个实施方式中,可以在为了生产赤藓糖醇而进行发酵之前对赤藓糖 醇生产菌株进行种菌培养。就上述种菌培养而言,在正式开始发酵之前,能够使菌株的活性 增加、充分增殖来实施赤藓糖醇发酵,从而能够极好地生产赤藓糖醇。在本发明中,种菌培 养可以在与用于生产赤藓糖醇的培养用培养基不同的容器(例如,烧瓶等)中实施,此外, 也可以在与用于生产赤藓糖醇的培养用培养基相同的容器(例如,发酵槽)中实施。
[0071] 上述用于种菌培养的培养基可以包含葡萄糖(glucose)、硝酸钾(KN03)、磷酸二氢 钾(KH2P04)、硫酸猛((MnS04)、硫胺素(Thiamine),但不限于此,如果是适合赤藓糖醇生产 菌株的培养的成分,则属于本发明的范围。具体地说,可以是包含葡萄糖〇. 1至10 (w/v) %、 酵母提取物(yeastextract) 0. 1 至 0. 5 (w/v) %、硝酸钾 0. 01 至 0. 35 (w/v) %、磷酸二氢钾 0? 001至0? 025 (w/v) %、硫酸猛1至5ppm和硫胺素1至3ppm的培养基。
[0072] 此外,上述种菌培养可以在pH5至6及温度28至32°C下培养1至3天,但不限于 此,可以考虑菌株的活性、浓度及培养基内营养状态等来适当地改变。
[0073] 在本发明的一个方式中,本发明涉及用于生产赤藓糖醇的赤藓糖醇生产菌株培养 用培养基组合物,其包含葡萄糖母液和玉米浸渍液或玉米浸渍液的加工物。在将作为副产 物的葡萄糖母液和玉米浸渍液或玉米浸渍液的加工物包含于培养基作为基质的情况下,能 够非常廉价地生产培养基。具体地说,上述培养基组合物可以用于将丛梗孢属、丛梗孢酵 母、丛梗孢酵母SYC-ERY1菌株用于生产赤藓糖醇的发酵。
[0074] 在本发明中,赤藓糖醇生产菌株是指作为菌株的代谢产物能够生产赤藓糖醇的菌 株。具体地说,可以是丛梗孢属的微生物,即可以是丛梗孢酵母、Moniliellatomentosa var.pollinis、Moniliellaacetoabutens、短梗霉属、Trichosporonoidesmadida、木兰假 丝酵母、Tolulasp.、毕赤酵母属(Pichiasp.)或Pseudozymatsukubaensis,但不限于此, 当上述菌株与26SrRNA序列比较时,具有优选为70%以上、更优选为80%以上、进一步优 选为90%以上、最优选为95%以上的序列同源性的微生物均属于本发明的范围。例如,赤 藓糖醇生产菌株可以是丛梗孢酵母、丛梗孢酵母SYC-ERY1,但不限于此。
[0075] 在本发明中,制造赤藓糖醇的方法可以利用丛梗孢酵母SYC-ERY1菌株来实施。 上述菌株作为具有赤藓糖醇生产能力的丛梗孢酵母的变异菌株,与其他丛梗孢酵母菌株 相比,不仅赤藓糖醇生产能力优异,而且利用作为基质的如葡萄糖母液和/或CSL之类的 副产物,能够非常廉价地且极好地生产赤藓糖醇。例如,就上述菌株而言,当丛梗孢酵母 SYC-ERY1菌株与26SrRNA序列(序列号1)比较时,具有优选为70%以上、更优选为80% 以上、进一步优选为90%以上、最优选为95%以上的序列同源性的微生物均属于本发明的 范围。
[0076] 作为本发明的一个实施方式,本发明的菌株可以以包含于赤藓糖醇制造用生物催 化剂组合物中的形式提供。在上述
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