[发明专利]用于生产琥珀酸的放线杆菌和方法

说明书

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，涉及一种用于生产琥珀酸的放线杆菌和采用该放线杆菌生产琥珀酸的方法，以及一种琥珀酸和乙醇的联合生产方法和装置。

背景技术

琥珀酸(Succinic Acid，Butanedioic Acid)，又称丁二酸，被美国FDA认定为“一般认为安全”(GRAS)，因此可以用于多种用途。2004年美国能源部的一份报告指出，琥珀酸是合成大宗日用品和重要化学品的平台化学物质，有着巨大的经济价值。随着能源紧缺，利用生物发酵法生产琥珀酸的前景非常广阔。

琥珀酸是许多严格厌氧菌和兼性厌氧菌的代谢中间体，产生琥珀酸的微生物包括丙酸产生菌、典型的胃肠菌和瘤胃菌等。许多琥珀酸产生菌是从瘤胃中分离出来的，由于瘤胃中微生态环境比较复杂，目前大多的分离方法都是基于最大可能的模拟与瘤胃相似的分离环境而达到对目标瘤胃菌的分离。目前琥珀酸发酵产量最高的微生物是产琥珀酸放线杆菌(Actinobacillus succinogenes)，又名130Z^T，其在美国菌种保藏中心(ATCC)的保藏编号为ATCC 55618(Int.J Syst.Bacteriol.，1999，49，207-216)，其琥珀酸产量在50g/L～80g/L之间(US 5,723,322)。此外，属于假丝酵母属(Candida)的微生物(JP5617077B)、产琥珀酸厌氧螺菌(Anaerobiospirllum succiniproducens)(US5,143,834)，重组大肠杆菌(CN1202930A)也具有较高的产酸能力。但是多数菌株在生产上不能满足工业生产在经济上的要求，优良琥珀酸发酵菌种的欠缺一直是制约琥珀酸发酵工业发展的严重瓶颈，因此，迫切需要筛选出能够以高浓度发酵生产琥珀酸的微生物菌株。

近些年国内很多机构加强了产琥珀酸微生物菌株的筛选、改性过程(如CN1814747A和CN1884484A)并建立了新型的琥珀酸发酵生产方法(如CN101023178A和CN101029316A)。

在琥珀酸发酵过程中，琥珀酸以及副产物如乳酸、乙酸等的积累会抑制发酵过程，降低产物浓度，是阻碍琥珀酸发酵产业化的重要因素。为解除产物的抑制作用，可以采用以下两个途径：第一，将发酵产物及时转移，降低产物浓度，解除产物的抑制作用，推动发酵过程向琥珀酸转化，强化琥珀酸发酵过程，提高底物转化率。第二，通过改变底物的浓度，如CO₂分压(浓度)，调控发酵过程，增大琥珀酸产量，减少副产物的产率。