【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于食品生物，涉及一种高效快速合成赤藓糖醇的酵母菌及其构建方法；更具体涉及以解脂耶氏酵母菌为底盘微生物，通过代谢工程等手段来构建高效发酵合成赤藓糖醇的方法，利用该方法获得能以葡萄糖为碳源发酵合成赤藓糖醇的专有解脂耶氏酵母菌，以及利用该菌株来发酵合成赤藓糖醇方法。
技术介绍
1、过量食用高热量的白砂糖、果葡糖浆或容易诱患高血糖、肥胖、高血脂等健康问题，因此从饮食上预防这些健康问题尤其显得重要。近几年来，减糖与控糖食品受到消费者的青睐。减糖类产品一般含有低热量多元醇如木糖醇、甘露醇、麦芽糖醇、赤藓糖醇等。在这些多元醇产品中，赤藓糖醇作为一种天然甜味剂，由于其独特的特性，如比其它糖醇甜味剂都具有更高的每日可接受摄入量和安全性、低吸湿性和无回味等，在食品工业中得到了广泛应用。由于通过化学合成赤藓糖醇具有低产量、高复杂性和苛刻的操作条件，使赤藓糖醇的化学合成无任何优势，而发酵法合成赤藓糖醇具有成本较低，绿色安全使其成为商业化生产的唯一途径。赤藓糖醇主要由高渗酵母从葡萄糖发酵获得，赤藓糖醇生产参数的优化方法主要集中在菌株筛选和诱变育种、培养基优化和培养模式上。到目前为止，赤藓糖醇的最高产量、转化率和生产效率大约为240g/l、0.60g/g和2.84g/l·h(jeya,m.,lee,k.m.,tiwari,m.k.,kim,j.s.,gunasekaran,p.,kim,s.y.,kim,i.w.,lee,j.k.,2009.isolationof a novel high erythritol-producing pseudo
2、而解脂耶氏酵母(yarrowia lipolytica)因其优异的基因可操作性、广泛的底物利用率、以及公认安全性而受到更多关注(bilal,m.,xu,s.,iqbal,h.m.n.,cheng,h.,2020.yarrowia lipolytica as an emerging biotechnological chassis forfunctional sugars biosynthesis.critical reviews in food science andnutrition.61,535-552.)。在诱变和优化培养条件后，该酵母对赤藓糖醇的最大产量、产量和生产率分别可达231.2g/l(li,s.,zhang,y.,li,l.,yuan,y.,sun,h.,xing,x.-h.,wang,x.,zhang,c.,2023.establishment of picodroplet-based co-culture system toimprove erythritol production in yarrowia lipolytica.biochem.eng.j.198.)、0.67g/l(mirończuk,a.m.,dobrowolski,a.,rakicka,m.,rywińska,a.,rymowicz,w.,2015.newly isolated mutant of yarrowia lipolytica mk1 as aproper host forefficient erythritol biosynthesis from glycerol.process biochem.50,61-68.)和2.51g/l·h(wang,n.,chi,p.,zou,y.,xu,y.,xu,s.,bilal,m.,fickers,p.,cheng,h.,2020.metabolic engineering of yarrowia lipolytica for thermoresistance andenhanced erythritol productivity.biotechnol biofuels.13,176)。尽管现有解脂耶氏酵母菌株的赤藓糖醇的生产和产量已达到工业水平，但是生产效率(生产率)仍然较低，发酵时间长，消耗的能源大，这意味着生产成本由于更长的发酵时间而增加。因此，非常有必要通过代谢工程的手段进一步提高转化效率。
3、国外报道的以解脂耶氏酵母为菌株，生产赤藓糖醇的原料有采用葡萄糖或者甘油的，大部分文献采用甘油作为原料，因为这些报道认为甘油可以来自生物柴油加工的废弃原料，价值低下。因此认为采用生物柴油加工的下脚料甘油为碳源发酵生产赤藓糖醇具有原料的优势。基于此，mirończuk等人首次将甘油应用于赤藓糖醇代谢工程的碳源原料，改良解脂耶氏酵母，通过利用甘油加速通过细胞膜来提升赤藓糖醇的生产。甘油激酶(gk或gut1)过表达和gk与甘油-3-磷酸脱氢酶(gdh或gut2)共表达的赤藓糖醇生产率分别为对照菌株的24％和35％，能够在44-48小时内将150克/升的甘油利用完，比对比菌株的时间显著减少(mirończuk,a.m.,rzechonek,d.a.,biegalska,a.,rakicka,m.,dobrowolski,a.,2016.a novel strain of yarrowia lipolytica as a platform for value-addedproduct synthesis from glycerol.biotechnology for biofuels.9：1-12)。粗甘油作为生产化学产品的廉价碳源是可以接受的，但目前的赤藓糖醇主要用于食品行业，对原料要求较高，生物柴油加工产生的下脚料粗甘油含有多种杂质，不符合食品级要求，因此，实际上这种粗甘油是没有被批准用于食品级赤藓糖醇生产的原料的。目前，工业生产赤藓糖醇的主要原料仍然是食品级葡萄糖粉末或者液体葡萄糖，因此开发一种利用葡萄糖高效生产赤藓糖醇的酵母底盘尤为重要，能够缩短发酵时间，提高生产效率。
4、在本专利技术人于2020年申请的一项专利中(专利申请号：2020100692506.6，专利名称：合成赤藓糖醇的重组解脂耶氏酵母菌的构建方法及其菌株；专利技术人：程海荣，王楠，池萍)，利用代谢工程的方法，提高解脂耶氏酵母合成赤藓糖醇途径的部分基因表达，并且敲除了部分副产物合成相关的基因以及部分产物利用的相关基因，增强了“合成机器”的工作效率，提高了赤藓糖醇的合成产量与合成效率，获得的专利菌株cgmccno.19351在150升发酵罐中发酵合成赤藓糖醇最高产量达到198.4克/升，转化率达到62％，发酵时间为85小时，生产效率为2.33克/升·小时，并且不合成副产物甘露糖醇，也不再利用产物赤藓糖醇。技术参数虽然比之前的技术有所提高，但仍然具有很大的改进优化空间，比如转化率、生产效率(生产强度)仍需要大幅提升，发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高效快速合成赤藓糖醇的酵母菌，其特征在于，以解脂耶氏酵母菌株为底盘微生物，引入与赤藓糖醇合成有关的基因所获得的酵母菌。
2.如权利要求1所述的酵母菌，其特征在于，所述解脂耶氏酵母菌株为基因组中含有与SEQ ID No.1序列具有97％及以上同源性或相似性的DNA序列，且能合成赤藓糖醇的解脂耶氏酵母菌株。
3.如权利要求1所述的酵母菌，其特征在于，所述解脂耶氏酵母菌株包括Yarrowialipolytica CGMCC 7326、Yarrowia lipolytica ery929 CGMCC No.18478、Yarrowialipolytica ery929 CGMCC No.19351中的任意一种。
4.如权利要求1所述的酵母菌，其特征在于，所述与赤藓糖醇合成有关的基因包括以下基因的一种或一种以上：
5.一种如权利要求1-4中任一项所述高效快速合成赤藓糖醇的酵母菌的构建方法，其特征在于，所述构建方法包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的构建方法，其特征在于，步骤A1中，所述赤藓糖醇合成基因表达框包括上游同源整
7.一种高效快速合成赤藓糖醇的酵母菌，其特征在于，所述酵母菌为解脂耶氏酵母菌Yarrowia lipolytica菌株，保藏编号为CGMCC No.28807。
8.一种如权利要求1-4、7中任一项所述的酵母菌或权利要求5-6中任一项所述构建方法得到所述酵母菌在合成赤藓糖醇中的用途。
9.一种利用如权利要求1-4、7中任一项所述的酵母菌或权利要求5-6中任一项所述构建方法得到的酵母菌发酵合成赤藓糖醇的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述培养基包括碳源、氮源、无机盐、水；所述培养基中的碳源包括葡萄糖，所述碳源用量为50～350克/升；所述培养基中的氮源包括蛋白胨、酵母粉、酵母浸膏、玉米浆干粉、磷酸氢二铵、柠檬酸铵中的一种或几种的混合，所述培养基中氮源含量为5～30克/升；所述培养基中的无机盐包括硫酸镁、氯化锌、柠檬酸铵中的一种或一种以上，所述培养基中无机盐含量为0～1克/升；所述培养条件包括：在起始pH值3.0～7.0，温度25～35℃条件下振荡或者搅拌发酵培养。
...【技术特征摘要】
1.一种高效快速合成赤藓糖醇的酵母菌，其特征在于，以解脂耶氏酵母菌株为底盘微生物，引入与赤藓糖醇合成有关的基因所获得的酵母菌。
2.如权利要求1所述的酵母菌，其特征在于，所述解脂耶氏酵母菌株为基因组中含有与seq id no.1序列具有97％及以上同源性或相似性的dna序列，且能合成赤藓糖醇的解脂耶氏酵母菌株。
3.如权利要求1所述的酵母菌，其特征在于，所述解脂耶氏酵母菌株包括yarrowialipolytica cgmcc 7326、yarrowia lipolytica ery929 cgmcc no.18478、yarrowialipolytica ery929 cgmcc no.19351中的任意一种。
4.如权利要求1所述的酵母菌，其特征在于，所述与赤藓糖醇合成有关的基因包括以下基因的一种或一种以上：
5.一种如权利要求1-4中任一项所述高效快速合成赤藓糖醇的酵母菌的构建方法，其特征在于，所述构建方法包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的构建方法，其特征在于，步骤a1中，所述赤藓糖醇合成基因表达框包括上游同源整合臂序列、下游同源整合臂序列、启动子序列、终止子序列、筛选标记序列、如seq i...
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