一种利用木糖母液发酵生产丁二酸的方法技术

本发明专利技术为一种利用木糖母液发酵生产丁二酸的方法。将木糖母液进行脱除抑制物处理，主要包括通过石灰石法、蒸发法、离子交换树脂法三种方法。利用实验室构建的大肠杆菌WH121在含CO2或N2的厌氧条件下，将经过脱抑制物处理的木糖母液加水调整至20～100g/L，分批或补料发酵生产丁二酸。发酵24～72h，所得发酵产物中丁二酸浓度可达30～100g/L，得率为0.6～1.2g丁二酸/g总糖，产率为0.6～3.5g/L-h。本发明专利技术的突出优点是利用木糖母液原料代替昂贵的葡萄糖作为碳源发酵生产丁二酸，对环境友好，节约大量粮食，保障我国的粮食安全，同时可减少发酵中氮源使用量，降低丁二酸的生产成本。另一方面可以调节糖价，保障农民权益，利用可再生生物资源，可缓解化学合成丁二酸的石化资源紧张问题，利于可持续发展。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微生物发酵
，具体涉及一种利用木糖母液发酵生产丁二酸的 方法，同时涉及重组大肠杆菌WH121在以木糖母液为碳源（包括直接作为碳源和石灰石法 (Overliming)预处理、蒸发法、离子交换法）的情况下制备丁二酸的方法的应用。 二、
技术介绍
丁二酸（succinic acid)，又称为琥泊酸，广泛存在于多种植物以及人和动物的组 织中，是三羧酸循环（TCA)的中间代谢产物之一。因最早从琥珀中分离而得名。丁二酸的 分子式为C 4H604，分子量为118. 09,其结构式如：【主权项】1. 一种利用木糖母液为原料发酵生产丁二酸的方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 木糖母液抑制物处理，主要包括通过石灰石（Overliming)法、蒸发法、离子交换树 脂法三种方法去除木糖母液中抑制物； (2) 将经过脱抑制物处理的木糖母液加水调整糖至75~125g/L，加入氮源、无机盐、pH 缓冲剂配置成丁二酸发酵培养基； (3) 将平板上产大肠杆菌WH121接入种子培养基，在厌氧培养箱培养16-20h;所述的种 子培养基的成分蛋白胨l〇g/L，酵母膏提取物5g/L，NaCl5g/L，葡萄糖0~15g/L。 (4) 按照接种量为1~10%的比率将种子加入优化后的发酵培养基，厌氧培养24~ 72h，所得发酵中主要产物为丁二酸。 所述发酵培养基成分及其浓度为其成分为蛋白胨5~20g/L、酵母提取物5~20g/L，MgSO4 ? 7H20 0? 1 ~lg/L，Na2HPO4 ? 12H20 0? 2 ~lg/L，NaH2PO4 ? 2H20 2 ~20g/L， (MM)2SO4 ? 7H201 ~20g/L，CaCl2 0?I~5g/L，初始糖浓度为 20 ~100g/L。2. 根据权利要求书1所述的利用木糖母液发酵生产丁二酸的方法，其特征在于，所述 的PH缓冲剂是碳酸盐、氨水、NaOH，所述的碳酸盐为碱式碳酸镁或碳酸钠，所述的发酵条件 为有氧或通入队或CO2。优先方案为碱式碳酸镁调节发酵pH，通入CO2;如采用氨水、NaOH 等碱性调节，必须通入CO2。3. 根据权利要求书1所述的氮源包括有机氮源和无机氮源；所述的有机氮源包括酵母 粉、蛋白胨、胰腺提取物；所述的无机氮源包括尿素、硫酸铵。4. 根据权利要求书1所述的利用木糖母液发酵生产丁二酸的方法，其特征在于，所述 的发酵方式采用的分批发酵、分批补料发酵或连续发酵。5. 根据权利要求1所述的木糖母液预处理的三种方法，包括石灰石（Overliming)法、 蒸发法、离子交换树脂法。6. 根据权利要5所述的木糖母液发酵生产丁二酸衍生物的其它方法。【专利摘要】本专利技术为。将木糖母液进行脱除抑制物处理，主要包括通过石灰石法、蒸发法、离子交换树脂法三种方法。利用实验室构建的大肠杆菌WH121在含CO2或N2的厌氧条件下，将经过脱抑制物处理的木糖母液加水调整至20～100g/L，分批或补料发酵生产丁二酸。发酵24～72h，所得发酵产物中丁二酸浓度可达30～100g/L，得率为0.6～1.2g丁二酸/g总糖，产率为0.6～3.5g/L-h。本专利技术的突出优点是利用木糖母液原料代替昂贵的葡萄糖作为碳源发酵生产丁二酸，对环境友好，节约大量粮食，保障我国的粮食安全，同时可减少发酵中氮源使用量，降低丁二酸的生产成本。另一方面可以调节糖价，保障农民权益，利用可再生生物资源，可缓解化学合成丁二酸的石化资源紧张问题，利于可持续发展。【IPC分类】C12R1-19, C12P7-46【公开号】CN104789606【申请号】CN201510240649【专利技术人】王丹, 邹环泽, 王洪辉, 汪楠, 周小华 【申请人】重庆大学【公开日】2015年7月22日【申请日】2015年5月6日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用木糖母液为原料发酵生产丁二酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)木糖母液抑制物处理，主要包括通过石灰石(Overliming)法、蒸发法、离子交换树脂法三种方法去除木糖母液中抑制物；(2)将经过脱抑制物处理的木糖母液加水调整糖至75～125g/L，加入氮源、无机盐、pH缓冲剂配置成丁二酸发酵培养基；(3)将平板上产大肠杆菌WH121接入种子培养基，在厌氧培养箱培养16‑20h；所述的种子培养基的成分蛋白胨10g/L，酵母膏提取物5g/L，NaCl 5g/L，葡萄糖0～15g/L。(4)按照接种量为1～10％的比率将种子加入优化后的发酵培养基，厌氧培养24～72h，所得发酵中主要产物为丁二酸。所述发酵培养基成分及其浓度为其成分为蛋白胨5～20g/L、酵母提取物5～20g/L，MgSO4·7H2O 0.1～1g/L，Na2HPO4·12H2O 0.2～1g/L，NaH2PO4·2H2O 2～20g/L，(NH4)2SO4·7H2O1～20g/L，CaCl2 0.1～5g/L，初始糖浓度为20～100g/L。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹，邹环泽，王洪辉，汪楠，周小华，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85