本发明专利技术公开了一种生产α-酮戊二酸的方法及其专用菌株。本发明专利技术提供的伞枝犁头霉(Lichtheimia?corymbifera)D1，它的保藏编号为CGMCC?No.4974。本发明专利技术所提供的伞枝犁头霉D1，菌种稳定性好、具有较好的产α-酮戊二酸能力、发酵成本较低(底物来源广泛，价格便宜)，具有较好的工业化应用前景。本发明专利技术还对伞枝犁头霉D1的发酵条件进行了优化。本发明专利技术方法生产α-酮戊二酸，具有较好的科研价值和工业化应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种生产α-酮戊二酸的方法及其专用菌株，特别涉及一种利用蔗糖和丙酮酸生产α-酮戊二酸的方法。
技术介绍
α -酮戍二酸(a-ketoglutarate, a-KG),又称 α -胶酮酸，分子式为 C5H605。α-酮戊二酸为白色或类白色结晶粉末，易溶于水。α-酮戊二酸主要存在于各种类型的干酪、啤酒和咖啡中，属天然等同香料。α -酮戊二酸在微生物细胞的代谢中起着重要的作用，是合成氨基酸、蛋白质、维生素的重要前体物质。α-酮戊二酸作为一种营养强化剂广泛应用于食品、医药、有机合成、化妆品及饲料等工业中。随着应用范围的不断扩大以及市场需求的不断增长，工业化生产α-酮戊二酸已经成为各个行业的需求。目前工业上生产α-酮戊二酸通常采用化学合成法，很少使用发酵法，由于有机化学合成存在着过程复杂以及存在安全隐患等缺点，因此利用微生物有效发酵生产α-酮戊二酸的工艺过程和技术路线具有重要的学术价值和广阔的市场前景。关于α -酮戍二酸的研究最初起源于1946年，Lockwood和Stodola对利用细菌生物合成α-酮戊二酸进行了初步的研究，他们率先发现荧光极毛杆菌(Pseudomonasfluorescens)具有少量合成α-酮戍二酸的能力。随后1955年Asai等人发现假单胞菌种(Pseudomonas genus)、产气杆菌(Aerobacter aerogenes)和粘质沙雷氏菌(Serraitamarcescens)具有过量合成α-酮戍二酸的能力。之后关于发酵法生产α -酮戍二酸的研究和报道逐年增加。以葡萄糖为底物发酵生产α-酮戊二酸的研究主要集中在以下几种菌株中:Bacillus natto、Bacterium Succinicum 和 Serraita marcescens 等细菌。然而真菌发酵生产α -酮戊二酸的报道则非常少，直到20世纪60年代末才出现关于酵母菌生产α -酮戍二酸的报道。1967年Tsugawa等人首次发现解脂亚洛酵母(Yarrowia Iipolytica)具有过量合成α -酮戊二酸的能力，并且对解脂亚洛酵母的营养需求与环境条件进行全面系统的研究。在21世纪初，国外学者围绕Yarrowia Iipolytica利用乙醇为碳源过量合成α -酮戊二酸做了大量的研究工作，其中以ΙΓ Chenko等人为代表，他们系统研究了 ΝΗ4+、O2和关键代谢酶以及氮源代谢酶对Yarrowia Iipolytica利用乙醇生产α -酮戍二酸的影响。在国内，关于发酵法生产α-酮戊二酸的研究报道较少，其发酵生产菌株主要是光滑球拟酵母(Torulopsis glabrata)。如刘立明等通过诱变得到菌株T.glabrata CCTCCM202019，研究发现CaCO3的添加促进了 α -酮戊二酸的积累，其中Ca2+可显著提高丙酮酸羧化酶的活性对α -酮戊二酸的积累起主要作用，而CO/—则有可能作为丙酮酸羧化反应的底物起辅助作用，两者对α-酮戊二酸的积累具有协同效应。黄慧娟通过提高辅因子水平从而提高合成α-酮戊二酸的前体物质乙酰CoA和草酰乙酸的浓度，达到了提高α-酮戊二酸产量的目的，并进一步研究了碳 氮源浓度和丙酮酸浓度对α -酮戊二酸产量的影响。目前国内外关于酵母菌之外的真菌发酵生产α-酮戊二酸的报道很少，尚未见到伞枝犁头霉(Lichtheimia corymb if era)产α-酮戍二酸的研究。因此伞枝犁头霉发酵生产α-酮戊二酸的研究具有较好的科研价值和应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生产α -酮戊二酸的方法及其专用菌株。本专利技术提供的伞枝犁头霉(Lichtheimia corymbifera),命名为Dl,是从酒曲中筛选得到的，已于2011年6月21日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC，地址为:北京市朝阳区北辰西路I号院3号)，菌种保藏号为CGMCCN0.4974。伞枝犁头霉(Lichtheimia corymbifera) Dl CGMCC N0.4974 简称伞枝犁头霉 Dl。本专利技术还保护所述伞枝犁头霉Dl在生产α-酮戊二酸中的应用。所述应用中，具体可以以蔗糖和/或丙酮酸为底物，通过发酵所述伞枝犁头霉Dl生产α-酮戊二酸。所述发酵的温度可为 30°C _45°C，优选为 30°C、34°C、37°C、40°C*45°C。本专利技术还保护一种用于发酵所述伞枝犁头霉Dl的培养基，包括碳源、氮源、无机盐和水；所述碳源为如下物质中的至少一种:葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、棉籽糖、糯米淀粉、玉米淀粉和可溶性淀粉；所述氮源为如下物质中的至少一种:蛋白胨、酵母膏、硫酸铵、氯化铵和硝酸钠；所述无机盐为如下物质中的至少一种:KH2P04、MgS04、FeS04、CaCO3和NaCl。所述培养基具体可为将如下物质定容至IL得到的培养基(自然pH):所述碳源10g-80g(如 10g、20g、30g、40g、50g、60g、70g 或 80g)、所述氮源 0.5g_3g(如 0.5g、l.0g、1.5g、2.0g,2.5g 或 3.0g) 'KH2PO41.36g、MgS04.7Η200.2g、FeS04.7H20 0.01g、NaCl 2g、玉米浆 0.5g、CaCO3 20g-60g (如 20g、30g、40g、50g 或 60g)。所述培养基还可包括生长因子；所述生长因子为如下物质中的至少一种:吐温20、吐温40、吐温60、吐温80、曲拉通100、L-盐酸噻胺、L-精氨酸单盐、L-盐酸吡哆辛、L-烟酸、核黄素、叶酸、L-胱氨酸、L-组氨酸、L-酪氨酸、L-天冬氨酸、甲硫氨酸、L-谷氨酸、脯氨酸、赖氨酸、DL-白氨酸、半胱氨酸和精氨酸。所述培养基具体可为将如下物质定容至IL得到的培养基(自然pH):所述碳源10g-80g(如 10g、20g、30g、40g、50g、60g、70g 或 80g)、所述氮源 0.5g_3g(如 0.5g、l.0g、1.5g、2.0g,2.5g 或 3.0g)、KH2PO41.36g、MgSO4.7Η200.2g、FeSO4.7H20 0.0lg、NaCl 2g、玉米浆 0.5g、CaCO3 20g-6 0g(如 20g、30g、40g、50g 或 60g)、所述生长因子 0.5g-3.0g(如0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g 或 3.0g)。本专利技术还保护另一种用于发酵所述伞枝犁头霉Dl的培养基，包括丙酮酸、氮源、无机盐和水；所述氮源为如下物质中的至少一种:氯化铵、硫酸铵、硝酸钠、豆柏粉、酵母膏、大豆蛋白胨、牛肉蛋白胨和胰蛋白胨；所述无机盐为如下物质中的至少一种:kh2po4、MgSO4, FeSO4, CaCO3 和 NaCl。所述培养基具体可为将如下物质定容至IL得到的培养基(自然pH):丙酮酸10g-80g(如 10g、20g、30g、40g、50g、60g、70g 或 80g)、所述氮源 0.25g-3.0g (如 0.25g、0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g*3.0g)、KH2P041.36g、MgS04.7Η20 0.2g、FeS04.7Η20 0.0lg、NaCl 2g、玉米浆 0.5g、CaC本文档来自技高网...
【技术保护点】
伞枝犁头霉(Lichtheimia?corymbifera)D1，它的保藏编号为CGMCC?No.4974。
【技术特征摘要】
1.伞枝犁头霉(Lichtheimiacorymb if era) Dl,它的保藏编号为 CGMCC N0.4974。2.权利要求1所述伞枝犁头霉Dl在生产α-酮戊二酸中的应用。3.如权利要求2所述的应用，其特征在于:所述应用中，以蔗糖和/或丙酮酸为底物，通过发酵所述伞枝犁头霉Dl生产α -酮戊二酸。4.如权利要求2或3所述的应用，其特征在于:所述发酵的温度为30°C-45°C。5.用于发酵权利要求1所述伞枝犁头霉Dl的培养基，包括碳源、氮源、无机盐和水；所述碳源为如下物质中的至少一种:葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、棉籽糖、糯米淀粉、玉米淀粉和可溶性淀粉；所述氮源为如下物质中的至少一种:蛋白胨、酵母膏、硫酸铵、氯化铵和硝酸钠；所述无机盐为如下物质中的至少一种:KH2P04、MgSO4, FeSO4, CaCO3和NaCl。6.如权利要求5所述的培养基，其特征在于:所述培养基还包括生长因子；所述生长因子为如下物质中的至少一种:吐温20、吐温40、吐温60、吐温80、曲拉通100、L-盐酸噻胺、L-精氨酸单盐、L-盐酸吡哆辛、L-烟酸、核黄素、...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫巧娟，徐忠义，江正强，蔡威，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：
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