本发明专利技术公开了一种高产高光学纯度L‑乳酸的米根霉变种NC‑6，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2020年4月20日，分类命名为米根霉Rhizopus oryzae，保藏编号为CGMCC NO.19620。本发明专利技术高产高光学纯度L‑乳酸高产菌株具体为米根霉菌株经形态学、ITS rDNA序列分析、全基因组重测序分析和蛋白编码基因actin、EF‑1α(translation elongation factor 1‑alpha)和RPB2(the largest subunit of the RNA polymerase II)序列相似性Blast比对分析鉴定为米根霉新变种。摇瓶发酵培养该菌株，发现其产L‑乳酸的量达到78.00g/L，糖转化率达到73.58％，光学纯度为100％；后经200L发酵罐放大培养，其产L‑乳酸量达到86.07g/L，糖酸转化率为83.21％，光学纯度为100％，且产率稳定。该菌株具有广阔工业应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一株高产高光学纯度L-乳酸的米根霉变种NC-6及其应用
本专利技术属于生物
，涉及一种微生物变种及其应用，具体涉及高产高光学纯度L-乳酸的米根霉变种NC-6及其应用。
技术介绍
1780年瑞典科学家首次发现了乳酸，乳酸又名α-羟基丙酸(或2-羟基丙酸)。由于其分子结构的不对称性，乳酸是自然界中存在最小的手性分子。根据其旋光性可以将乳酸分为左旋型D-乳酸、右旋型L-乳酸和外消旋型DL-乳酸。乳酸不仅是生物界广泛存在的一种代谢产物，更是一种重要的医药化学中间体，可以应用于制备乳酸烷基酯、丙二醇、环氧丙烷、丙烯酸以及聚乳酸等化学品或生物材料。由于具有原料易得、价格低廉和绿色环保等优势，乳酸产品已经广泛应用在食品、医药、化妆品和化工等领域，且需求量逐年上升。乳酸(lacticacid，LA)是世界三大有机酸(乳酸、乙酸和柠檬酸)之一，且已被美国食品和药品管理局认定为“公认安全物质(GRAS)”。近年来，随着人们环保意识的不断提升，以聚乳酸为代表的生物可降解塑料的需求急剧增加，而高光学纯乳酸单体是合成聚乳酸的前体物质。乳酸是一种重要的可降解、无污染的化工原料，其在医药、食品、石油化工等领域有着广泛的用途，具有重要的经济价值。因此便捷、高效的乳酸合成或制备方法成为当前的重要研究方向，同时技术上的突破也具有较广阔的实用价值和前景。具有良好生物相容性和生物可降解性的脂肪族聚酯材料在医药、医疗、食品包装、农用地膜和组织工程等领域得到了广泛地应用。目前研究涉及较多的脂肪族聚酯材料主要包括聚丙乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚己内酯(PCL)和聚戊内酯(PVL)等，其中，PLA是其典型的代表。聚乳酸(PLA)是一种合成的生物聚合物，可由玉米、甘薯和甘蔗等农作物来源制成。淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法制备成具有一定分子量的聚乳酸，经水解或环境因素影响可分解为二氧化碳和水，具有可再生和可降解的特点，对于可持续性发展和环境保护意义重大。PLA具有良好的生物相容性、生物降解性、无毒和可再生性，使其具有广泛的应用性。例如，PLA表现出良好热塑性，可用它生产食品包装材料、一次性用品(如餐具、手提袋和农用地膜等)、医疗卫生用品(组织工程材料、透析膜、药物载体和手术缝合线)等。由于聚乳酸优良的性能和广阔的应用前景，高性能聚乳酸的合成和对其进行功能化改性的研究工作得到了研究者的密切关注，也取得了一定的研究成果。目前全球乳酸的产能不足且价格较高，进而导致聚乳酸的生产成本居高不下，很难在价格上与传统的聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯材料相竞争。系统研究乳酸生产菌株的代谢机理，进而选育出能够利用廉价原料高效生产高光学纯度和化学纯度乳酸的生产菌种，以降低发酵法生产乳酸的成本，这对于扩大乳酸的应用范围和聚乳酸材料的推广以及环境保护都具有非常重要的意义。目前L-乳酸的制备较为复杂、且成本较高，L-乳酸的制备技术或方法成为影响乳酸相关产业发展的瓶颈，因此研究或发展一种低成本、高效、便捷的L-乳酸生产或制备技术成为该领域的重大课题，探寻高产率、高光学纯度的产L-乳酸的菌株成为极有意义及价值的研究方向。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是，L-乳酸单体的光学纯度越高，制备出的聚乳酸性能越好；L-乳酸产量越高、效率越高，其应用于工业化生产的成本越低。而现有技术中可用于工业生产的高产高光学纯度L-乳酸的野生型微生物菌株比较缺乏，L-乳酸单体的产量偏低且糖酸转化率低下。为了解决该技术问题，本专利技术提供一种能够高产高光学纯度L-乳酸的米根霉变种NC-6(Rhizopusoryzaevar.NC-6)。一种高产高光学纯度L-乳酸的米根霉变种NC-6，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2020年4月20日，分类命名为米根霉Rhizopusoryzae，保藏编号为CGMCCNO.19620。本专利技术提供了一种L-乳酸单体，采用本专利技术的米根霉变种NC-6菌株通过发酵而获得。本专利技术还提供了一种聚乳酸制品，采用本专利技术的米根霉变种NC-6菌株发酵产生的L-乳酸单体聚合制成。本专利技术还涉及本专利技术的米根霉变种NC-6菌株在制备L-乳酸单体中的应用。本专利技术还涉及本专利技术的米根霉变种NC-6菌株在制备含有L-乳酸单体聚合成的聚乳酸的制品中的应用。所述聚乳酸制品是手术缝合线、药物控释制剂或骨折内固定材料。所述聚乳酸制品还可以是生物塑料制品。本专利技术的高产高光学纯度L-乳酸的米根霉变种NC-6菌株通过如下方法分离筛选得到：取不同来源的土壤样品，加入适当无菌水，混匀，分别接入产酸筛选培养基中，于28℃、180r/min摇瓶培养24h，取0.1mL富集后的菌液进行梯度稀释度，取0.1mL稀释液涂布于筛选培养基平板中，稀释液孢子的浓度以每平皿中长5～10个菌落为宜；30℃静置培养；24h后进行观察，以后每隔12h左右进行观察，出现单菌落，挑选透明圈大的单孢菌落并镜检，接种斜面30℃培养7～10d，置4℃冰箱保存；最终筛选分离到一株高产高光学纯度L-乳酸的米根霉变种NC-6菌株，即米根霉变种NC-6(Rhizopusoryzaevar.NC-6)，并与米根霉模式菌株CBS112.07和米根霉参考菌株99-892进行鉴定区分。利用本专利技术提供的米根霉变种NC-6发酵，L-乳酸产率高且稳定，并能利用玉米淀粉等廉价绿色安全碳源，发酵碳源广，所制备的L-乳酸具有低成本、高效率、高产率和绿色安全等优点，并且其L-乳酸光学纯度高达100％。用其可以制备各种需要L-乳酸作为原料的聚乳酸制品，例如应用于医药方面的手术缝合线，药物控释制剂和骨折内固定材料或者生物塑料原料或具有耐热性的高强度SC-PLA制品。附图说明图1是实施例1中NC-6菌株的菌落外观形态图；图2是实施例1中NC-6菌株的显微形态图；a.孢子囊(10×20倍)；b.孢囊梗(10×40倍)；c.囊轴、中轴基和厚垣孢子(10×20倍)；d.分生孢子(10×40倍)；图3是实施例1中NC-6菌株ITSrDNAPCR扩增电泳检测图；图4：是实施例1中NC-6菌株基于ITSrDNA与同属菌株的系统发育树。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术一种高产高光学纯度L-乳酸的米根霉变种NC-6及其筛选方法和应用作进一步的详细说明。本专利技术实施例中所应用到的仪器型号参数说明如下：紫外灯：ZWSZ型30w高硼四通新型高效紫外线杀菌灯；显微镜：生物显微镜CX41RF，OLYMPUS(奥林巴斯)；培养箱：生化培养箱，上海一恒科学仪器有限公司；离心机：ThermoScientificSorvallLegendMicro21R，Thermo赛默飞世尔科技有限公司；PCR仪：Arktik多功能PCR仪，Thermo赛默飞世尔科技有限公司；电泳仪：DYY-11核酸电泳仪，北京本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高产高光学纯度L-乳酸的米根霉变种NC-6，其特征在于，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2020年4月20日，分类命名为米根霉Rhizopus oryzae，保藏编号为CGMCC NO.19620。/n
【技术特征摘要】
1.一种高产高光学纯度L-乳酸的米根霉变种NC-6，其特征在于，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2020年4月20日，分类命名为米根霉Rhizopusoryzae，保藏编号为CGMCCNO.19620。
2.一种L-乳酸单体，其特征在于，由权利要求1所述的高产高光学纯度L-乳酸的米根霉变种N...
【专利技术属性】
技术研发人员：印培民，黄筱萍，刘兰，蒲文亮，任雨萍，由维清，印文琪，
申请(专利权)人：江西科院生物新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36
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