一种生物柴油副产物粗甘油发酵产丁二酸所用的菌株及其生产方法技术

本发明专利技术公开一种生物柴油副产物粗甘油发酵产丁二酸所用的菌株及其生产方法，本发明专利技术提供的菌株产琥珀酸放线杆菌（

【技术实现步骤摘要】
一种生物柴油副产物粗甘油发酵产丁二酸所用的菌株及其生产方法
本专利技术属于工业微生物发酵
，具体涉及一种生物柴油副产物粗甘油发酵产丁二酸所用的菌株及其生产方法。
技术介绍
丁二酸又称琥珀酸(Succinicacid)，是一种重要的C4平台化合物，是1,4-丁二醇、四氢呋喃、γ-丁内酯、N-甲基吡咯烷酮、己二酸等重要大宗化学品和专用化学品的基本原料，广泛应用于食品、塑料、医药、香料等工业，可以取代苯合成250种以上的化工产品。其中最具有发展前景的领域为合成塑料，它是合成聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚乙二醇丁二酸酯(PES)、聚丙二醇丁二酸酯(PPS)等可生物降解高分子材料的主要原料。2004年，美国能源部公布的12种最有潜力大宗产品中，丁二酸排在首位。据透明度(Transparency)预测：到2018年丁二酸产量将超过25万吨，市场价值达8.326亿美元，年均增长率达19.4％。如果进一步降低成本将可能有超过400万吨的市场容量，市场前景巨大。目前，丁二酸的主要生产方法是以石油为原料化学法合成，不仅需要消耗大量不可再生的石化原料，生产成本较高，而且环境污染严重，从而限制了丁二酸的广泛应用。但随着石油资源日益枯竭以及环境污染日益严重等问题出现，化学法合成受到限制。与化学合成法相比，微生物发酵法具有以下优点：(1)原料为价格低廉、可再生的生物质资源；(2)发酵过程中可吸收大量CO2，绿色环保；(3)发酵条件温和。因此，微生物发酵法近年来备受瞩目，成为近年来国内外的研究热点。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。目前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产琥珀酸放线杆菌(Actinobacillussuccinogenes)和大肠杆菌(E.coli)。此外，曼海姆产琥珀酸菌(Mannheimiasucciniciproducens)，产琥珀酸厌氧螺菌(Anaerobiospirillumsucciniciproducens)和一些乳酸菌、丙酸产生菌及真菌等也可以产生少量的丁二酸。在众多的产琥珀酸的微生物中，产琥珀酸放线杆菌能够利用多种碳源(葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、乳糖等)进行发酵，并且可以耐受葡萄糖和丁二酸的浓度分别高达158g/L和104g/L。因此，该菌以丁二酸产量高、耐受性强等优点，成为目前丁二酸最具工业化潜力的生产菌株之一。目前，有关发酵生产丁二酸的所用的原料除葡萄糖外，主要为粮食原料，如美国Argonne实验室进行了玉米生产丁二酸研究，日本味之素和三菱化学公司共同联合开展以玉米淀粉为原料发酵生产丁二酸的研究。但由于近几年粮食原料的生物工业的蓬勃发展，粮食出现短缺，价格上涨趋势明显，此外过度依赖粮食也会影响国家的粮食安全，所以使用价格低廉的农业废弃物为原料进行丁二酸发酵是降低丁二酸生产成本的关键之一。韩国LeePC报道了以ManheimiasucciniciprducensMBEL55E发酵乳清原料生产丁二酸；日本科学家Inui等利用纤维素水解液生产丁二酸；江南大学孙志浩等以糖蜜、芭蕉芋等原料进行了发酵丁二酸研究；南京工业大学姜岷及合肥工业大学姜绍通等对纤维素原料生产丁二酸进行报道；广西科学院申乃坤等对产琥珀酸放线杆菌高产菌株选育、以木薯、甘蔗糖蜜及浮萍为原料发酵产丁二酸等方面进行了系统研究。但与化学合成法相比，丁二酸生产成本仍然偏高，需要进一步探索更为低廉的丁二酸生产原料。生物柴油生产过程中副产物粗甘油约占10％，随着生物柴油产量的不断增加，副产物粗甘油的产量也迅速增加，如何对副产物粗甘油进行开发利用，已成为生物柴油产业可持续发展的关键和保障。如果能够将副产物粗甘油发酵生产高附加值的丁二酸，就能有效降低生物柴油生产成本，提高资源利用率，延伸产业链，降低丁二酸生产成本，同时提升生物柴油产业的整体技术水平和循环效益。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现在丁二酸发酵生产中原料成本过高的问题，提供一种生物柴油副产物粗甘油发酵产丁二酸所用的菌株及其生产方法。本专利技术通过以下技术方案实现：一种生物柴油副产物粗甘油发酵产丁二酸所用的菌株，该菌株为产琥珀酸放线杆菌(Actinobacillussuccinogenes)XT，保藏编号为CCTCCNO：M2016397。本专利技术产琥珀酸放线杆菌(Actinobacillussuccinogenes)XT，保藏日期为2016年7月19日，保藏单位全称为中国典型培养物保藏中心，简称为CCTCC，保藏单位地址：中国武汉武汉大学，保藏编号为CCTCCNO：M2016397。本专利技术还提供一种生物柴油副产物粗甘油发酵产丁二酸的方法，包括应用保藏编号为CCTCCNO：M2016397的产琥珀酸放线杆菌XT发酵生产丁二酸。运用本专利技术得到的产琥珀酸放线杆菌XT，将生物柴油副产物粗甘油发酵产丁二酸的方法，包括以下步骤：将平板上的产琥珀酸放线杆菌XT单菌落接入种子培养基中，在厌氧培养箱中培养16-20h，然后按5％(V/V)接种量进行二级扩繁培养8h，即得到种子液；按5-10％(V:V)的接种量将种子液接种到发酵培养基中，利用pH缓冲剂调节发酵液pH维持在5.5-7.0，在充满N2或CO2的环境中，在30-38℃分批发酵或分批补料发酵40-84h，即得丁二酸。作为本专利技术的进一步说明，所述种子培养基的成分及浓度为：葡萄糖20g/L，酵母粉10g/L，玉米浆4g/L，NaHCO34g/L，NaH2PO49.6g/L，K2HPO41.55g/L。作为本专利技术的进一步说明，分批发酵时所述发酵培养基的成分及浓度为：粗甘油30-100g/L，氮源5-20g/L，磷酸二氢钾2-10g/L，二甲基亚枫0-20g/L，碳酸氢钠2-10g/L，氯化钙0.3-1.0g/L，氯化镁0.3-1.0g/L。作为本专利技术的进一步说明，分批补料发酵时所述发酵培养基的成分及浓度为：初始粗甘油20-30g/L，氮源5-20g/L，磷酸二氢钾2-10g/L，二甲基亚枫0-20g/L，碳酸氢钠2-10g/L，氯化钙0.3-1.0g/L，氯化镁0.3-1.0g/L，通过补料的方式维持罐内粗甘油浓度在20-30g/L，补料用粗甘油浓度为500g/L。作为本专利技术的进一步说明，所述氮源为玉米浆、酵母粉、大豆粉、花生饼粉中的一种或几种以任意比例混合。作为本专利技术的进一步说明，所述pH调节剂是碱式碳酸镁、碳酸钠、氢氧化镁、氢氧化钠中的一种或几种以任意比例混合，总浓度为20-80g/L。作为本专利技术的进一步说明，分批发酵时所述发酵培养基的成分及浓度为：粗甘油50g/L，玉米浆12g/L，磷酸二氢钾8g/L，二甲基亚枫10g/L，碳酸氢钠6g/L，氯化钙0.7g/L，氯化镁0.6g/L。作为本专利技术的进一步说明，分批补料发酵时所述发酵培养基的成分及浓度为：初始粗甘油25g/L，玉米浆12g/L，磷酸二氢钾8g/L，二甲基亚枫10g/L，碳酸氢钠6g/L，氯化钙0.7g/L，氯化镁0.6g/L，通过补料的方式维持罐内粗甘油浓度在25g/L，补料用粗甘油浓度为500g/L。与现有技术相比，本专利技术的优点及有益效果为：1、本专利技术采用生物柴油副产物粗甘油作为发酵的原料，发酵中不需要添加糖类，降低了生产成本，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物柴油副产物粗甘油发酵产丁二酸所用的菌株，其特征在于：该菌株为产琥珀酸放线杆菌（

【技术特征摘要】
1.一种生物柴油副产物粗甘油发酵产丁二酸所用的菌株，其特征在于：该菌株为产琥珀酸放线杆菌（Actinobacillussuccinogenes）XT，保藏编号为CCTCCNO：M2016397。2.一种生物柴油副产物粗甘油发酵产丁二酸的方法，其特征在于，包括利用权利要求1所述的产琥珀酸放线杆菌发酵产丁二酸。3.一种如权利要求2所述生物柴油副产物粗甘油发酵产丁二酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：将平板上的产琥珀酸放线杆菌XT单菌落接入种子培养基中，在厌氧培养箱中培养16-20h，然后按5%（V:V）接种量进行二级扩繁培养8h，即得到种子液；按5-10%(V:V)的接种量将种子液接种到发酵培养基中，利用pH缓冲剂调节发酵液pH维持在5.5-7.0，在充满N2或CO2的环境中，在30-38℃分批发酵或分批补料发酵40-84h，即得丁二酸。4.根据权利要求3所述生物柴油副产物粗甘油发酵产丁二酸的方法，其特征在于，所述种子培养基的成分及浓度为：葡萄糖20g/L，酵母粉10g/L，玉米浆4g/L，NaHCO34g/L，NaH2PO49.6g/L，K2HPO41.55g/L。5.根据权利要求3所述生物柴油副产物粗甘油发酵产丁二酸的方法，其特征在于，分批发酵时所述发酵培养基的成分及浓度为：粗甘油30-100g/L，氮源5-20g/L，磷酸二氢钾2-10g/L，二甲基亚枫0-20g/L，碳酸氢钠2-10g/L，氯化钙0.3-1.0g/L，氯化镁0.3-1.0g/L。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：申乃坤，王青艳，朱婧，李亿，秦艳，
申请(专利权)人：广西科学院，
类型：发明
国别省市：广西,45