产丁二酸的菌株及其生产丁二酸的方法和应用技术

技术编号:8188075 阅读:186 留言:0更新日期:2013-01-09 23:47
本发明专利技术公开了一种产丁二酸的菌株及其生产丁二酸的方法和应用。其中,所述菌株的分类命名为大肠埃希氏菌(Escherichiacoli)BER208,其保藏编号为:CCTCCNO:M2012351。所述菌株在发酵培养基中,以葡萄糖为单一性碳源在厌氧条件下快速生长,并能高产丁二酸,该菌株发酵48小时,OD600达到了6.87,丁二酸产量达到10.5g/L,相对于出发菌株,丁二酸产量提高了2倍多。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微生物领域,具体而言,涉及一株产丁二酸的菌株及其生产丁二酸的方法和应用
技术介绍
丁二酸(又名琥珀酸),是一种常见的天然有机酸,广泛存在于人体、动物、植物和微生物中。丁二酸作为一种重要的化工原料,在医药、食品以及表面活性剂等行业有着广泛的用途。近年来,随着化石资源的日益枯竭和环境问题的日益严重,采用生物合成法代替传统的化学合成法制备丁二酸备受瞩目,美国能源部将丁二酸列为未来12种最有价值的生物炼制产品之一。 生物合成丁二酸,是利用细菌,真菌等各种微生物,以葡萄糖或其他各种水解液为碳源,经微生物发酵生产丁二酸。利用微生物发酵法转化可再生资源(葡萄糖、木糖等),由于原料来源广泛且价格低廉,污染小,环境友好,且在发酵过程中可以吸收固定CO2,能有效缓解温室效应,故成为近年来研究的热点。发酵菌株是丁二酸生物合成的关键点之一,但大部分菌株只能产生较低浓度的丁二酸。提高丁二酸的发酵产酸能力有很多的方法,然而迄今为止,在纯厌氧条件下,高效利用葡萄糖为单一性碳源并高产丁二酸的菌株却鲜有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一株能够在纯厌氧条件下,高效利用葡萄糖为单一性碳源并高产丁二酸的菌株,以及其产生丁二酸的方法和应用。为了实现本专利技术的技术目的,本专利技术提供了一株产丁二酸的菌株,其分类命名为大肠埃希氏菌co7i) BER208,其保藏编号为CCTCC Ν0:Μ 2012351。本专利技术还提供了一种生产丁二酸的方法,包括如下步骤发酵上述提及的大肠埃 MiEscherichia coli) BER208 CCTCC Ν0:Μ 2012351,得到丁二酸。进一步地,所述方法包括将固体平板培养基培养的大肠埃希氏菌BER208接种于种子培养基中培养得到种子液;然后将种子液接种到发酵培养基中以得到丁二酸。优选地,所述方法为将经固体平板培养基37摄氏度,厌氧条件培养24小时的大肠埃希氏菌BER208接种于种子培养基,充二氧化碳,在37摄氏度,200转/分钟的条件下厌氧培养12小时得到种子液; 将所述种子液按照2%的接种量接种于所述发酵培养基中,充二氧化碳,并在37摄氏度厌氧培养48小时以得到丁二酸。优选地,所述充二氧化碳均为充二氧化碳2分钟,以保存培养时的厌氧环境。优选地,所述固体平板培养基的配方为梓檬酸3 g ·ΙΛ Na2HPO4 · 12H20 4 g · ΛKH2PO4 8 g · ΙΛ (NH4)2HPO4 8 g · Λ NH4Cl O. 2 g · Λ (NH4)2SO4 O. 75 g · Λ MgSO4 · 7Η20I g · ΙΛ CaCl2 · 2Η20 10. O mg · Λ ZnSO4 · 7Η20 O. 5 mg · Λ CuCl2 · 2Η20 O. 25 mg · ΛMnSO4 · H2O 2· 5 mg · Λ CoCl2 · 6Η20 I. 75 mg · Λ H3BO3 O. 12 mg · Λ Al2 (S04 )3 I. 77mg ·L-1, Na2MoO4 ·2Η20 O. 5 mg .L-1,朽1 檬酸铁 16. I mg .L-1,琼脂 15_20g/L,葡萄糖 10_15g/L0优选地,所述种子培养基的配方为蛋白胨10g/L,酵母粉5g/L, NaCl 5g/L,葡萄糖 10-15g/L。优选地,所述发酵培养基的配方为:柠檬酸3 g · L-1,Na2HPO4 · 12H20 4 g · L-1,KH2PO4 8 g · ΙΛ (NH4)2HPO4 8 g · Λ NH4Cl O. 2 g · Λ (NH4)2SO4 O. 75 g · Λ MgSO4 · 7Η20I g · ΙΛ CaCl2 · 2Η20 10. O mg · Λ ZnSO4 · 7Η20 O. 5 mg · Λ CuCl2 · 2Η20 O. 25 mg · ΛMnSO4 · H2O 2· 5 mg · Λ CoCl2 · 6Η20 I. 75 mg · Λ H3BO3 O. 12 mg · Λ Al2 (S04 )3 I. 77mg · L-1, Na2MoO4 · 2Η20 O. 5 mg · Ι71,朽1 檬酸铁 16. I mg · I71,碱式碳酸镁 24_42g/L,葡萄糖30-40g/L。本专利技术还提供了大肠埃希氏菌{Escherichia coli) BER208在发酵生产丁二酸中的应用。本专利技术的产丁二酸的菌株,与现有的产丁二酸的菌株相比,其有益效果在于 本专利技术大肠埃希氏菌co7i)BER208 CCTCC Ν0:Μ 2012351菌株可以在发酵培养基中,以葡萄糖为单一性碳源在纯厌氧条件下快速生长,并高产丁二酸在厌氧摇瓶中其48小时菌体密度可达到0D_=6. 87,丁二酸产量达到10. 5g/L,而现有的出发菌株大肠埃希氏菌co7i)BER108 CCTCC Ν0:Μ 2012068在相同的条件下,生长速度缓慢,48小时菌体密度仅为0D_=3. 7,丁二酸产量仅为4. 8g/L,相对于出发菌株,本专利技术生长速度快且丁二酸产量提高了 2倍多,因此本专利技术菌株具有重大的社会意义和经济价值。具体实施方式本专利技术的生物材料大肠埃希氏菌co7i)BER208的保藏日期为2012年09月14日,保藏单位全称为中国典型培养物保藏中心,简称CCTCC,地址为中国.武汉.武汉大学,其保藏编号为CCTCC NO: M 2012351。本专利技术所述的出发菌株大肠埃希氏菌coli) BER108的保藏单位全称为中国典型培养物保藏中心,简称CCTCC,地址为中国.武汉.武汉大学,其保藏编号为CCTCC NO: M 2012068,其公开来源是申请号为201210138292. 6,公开日为2012年8月22日,公开号为CN102643770A的中国专利申请。本专利技术的大肠埃希氏菌coli) BER208为高产丁二酸的菌株。本专利技术的大肠埃希氏菌coli、BER208菌落为圆形边缘整齐,表面光滑,半透明,小凸起。本专利技术的大肠埃希氏菌{Escherichia coli ) BER208是将出发菌株大肠埃希氏菌{Escherichia co7i )BER108 (CCTCC NO M 2012068)经连续驯化培养后,利用以葡萄糖为单一性碳源的固体培养基平板,在纯厌氧条件下筛选得到可以快速生长的菌株,再经过厌氧摇瓶发酵筛选获得可以高产丁二酸的菌株为目标菌株,所述筛选方法可以包括如下步骤 I)种子培养基培养将出发菌株大肠埃希氏菌co7i)BER108 (CCTCCNO M 2012068)利用种子培养基培养,37°C,200r/min,在装液量为IOmL的血清瓶中培养12h得到对数生长期的菌液;2)连续培养驯化诱变将步骤I)中所述的对数生长期的菌液以10%(v/v)的接种量接种到装有300mL发酵培养基的500mL连续培养装置中,37°C水浴加热,通入过滤除菌的CO2维持厌氧环境,并以I. 5mL/h的速率向培养装置中流加新鲜的发酵培养基。定时取样检测培养装置中菌体的密度,当反应器中菌体密度达到0D_=2 3,并保持48h无较大变化,说明表示菌体在该流加速度下生长稳定,此时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一株产丁二酸的菌株,其分类命名为大肠埃希氏菌(Escherichia?coli)BER208,其保藏编号为:CCTCC?NO:M?2012351。

【技术特征摘要】
书中所详细描述的本发明。实施例I 本实施例说明将大肠埃希氏菌coli) BER108 (CCTCC M 2012068)进行第一步连续培养驯化的方法。 大肠杆菌原始菌株进行第一步连续 培养驯化的方法如下 将冻存管中的大肠埃希氏菌co7i)BER108 (CCTCC M 2012068)作为出发菌株,在装液量为IOmL种子培养基中的25mL血清瓶中培养,37°C,200r/min培养12h得到对数生长期的菌液;将对数生长期的菌液以10% (v/v)的接种量接种到装有300mL发酵培养基的500mL连续培养装置中,37°C水浴加热,通入过滤除菌的CO2维持厌氧环境,并以1.5mL/h的速率向培养装置中流加新鲜的发酵培养基。定时取样检测培养装置中菌体的密度,当反应器中菌体密度达到0D_=2 3,并保持48h无较大变化,说明表示菌体在该流加速度下生长稳定,此时驯化过程完成一个循环。将新鲜发酵培养基的流加速度加倍,进行下一个循环的连续培养。直至发酵培养基的流加速度达到12mL/h,菌体生长性能在该条件下维持稳定,准备实施例2的筛选步骤。 其中,所述的种子培养基的配方为蛋白胨IOg/L,酵母粉 5g/L, NaCl 5g/L,葡萄糖 10_20g/L。所述发酵培养基的配方为梓檬酸3 g · ΙΛ Na2HPO4 · 12H20 4 g · Λ KH2PO4 8g.L-1,(NH4)2HPO4 8 g·!/1,NH4Cl 0.2 g · Λ (NH4)2SO4 0. 75 g · Λ MgSO4 · 7H20 I g · ΛCaCl2 · 2H20 10. 0 mg · Λ ZnSO4 · 7H20 0. 5 mg · Λ CuCl2 · 2H20 0. 25 mg · Λ MnSO4 · H2O2.5 mg · ΙΛ CoCl2 · 6H20 I. 75 mg · Λ H3BO3 0. 12 mg · Λ Al2(S04 )3 I. 77 mg · ΛNa2MoO4 · 2H20 0. 5 mg .171,朽1 檬酸铁 16. I mg .171,碱式碳酸镁 24_42g/L,葡萄糖 30_40g/ L0实施例2 本实施例说明筛选得到优良大肠埃希氏菌co7i)BER208的方法。筛选步骤 I、固体平板初筛 在无菌操作条件下,从连续培养装置中取出2-4mL菌液,用无菌水稀释I X IO4倍,取100 μ L涂布在固体平板上,37°C厌氧培养24h,挑选出挑选生长速度快,较为饱满的菌落。2、固体平板复筛 将筛选到的菌株在平板上反复转点培养,最终得到了菌株BER10806、BER208,BER10811和BER10814显示了较强的生长速率和生长稳定性。3、摇瓶发酵筛选 将菌株BER108、BER10806、BER208、BER10811和BER10814接入种子培养基中扩大培养,充二氧化碳2min,37°C,200r/min,培养12h。然后接种到发酵培养基中,IOOmL厌氧血清瓶装液量 30mL,接种量 2% (v/v),充二氧化碳 2min,37°C,200r/min,培养 48h。其中,所使用的培养基配方如下 固体平板培养基柠檬酸 3 g .IANa2HPO4.12H20 4 g · L—1,KH2PO4 8 g Γ1, (NH4)2HPO48 g· IANH4Cl O. 2 g.L-1,(NH4)2SO4 O. 75 g · Λ MgSO4 · 7H20 I g · L-1,CaCl2 · 2Η20 10. 0mg · ΙΛ ZnSO4 · 7H20 0. 5 mg · Λ CuCl2 · 2H20 0. 25 mg · Λ MnSO4 · H2O 2. 5 mg · ΛCoCl2 ·6Η20 I. 75 mg ·ΙΛΗ3Β03 0· 12 mg · Λ Al2 (S04 )3 I. 77 mg · Λ Na2MoO4 · 2H20 0.5mg · I71,朽1 檬酸铁 16. I mg · I71,琼脂 15_20g/L,葡萄糖 10_15g/L。种子培养基蛋白胨10g/L,酵母粉5g/L,NaCl 5g/L,葡萄糖10_20g/L。发酵培养基:柠檬酸3 g · I/1,Na2HPO4...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜岷万青张常青梁丽亚陈旭苟冬梅刘嵘明马江锋
申请(专利权)人:南京工业大学
类型:发明
国别省市:

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