[发明专利]一种提高产酸丙酸杆菌耐酸能力的方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高产酸丙酸杆菌耐酸能力的方法及其应用，属于生物技术领域。

背景技术

随着化石原料（如石油、煤炭）等不可再生资源、能源的日渐枯竭以及环境污染的日益加剧，我国经济的可持续发展受到严重制约。以可再生生物质资源为原料大规模生产人类所需的能源、化工、医药、食品及农用原材料的工业生物技术无疑是解决资源、能源及环境危机的有效手段。由于微生物发酵法生产成本较高，丙酸目前主要是由化学合成法生产。大幅提高发酵的产量、生产强度和底物转化率，是实现发酵法替代化学合成法生产丙酸的必要途径。

在发酵过程中，随着丙酸的不断积累，丙酸对细胞生长和产物合成的反馈抑制作用逐渐增强，细胞的代谢活力不断降低，最终导致丙酸产量和生产强度较低，生产成本较高。虽然通过流加一定量的强碱溶液如NaOH或Ca(OH)₂可以维持pH值的稳定，但会增加发酵液的渗透压，也会增加环境负荷和下游提取成本。因此，如何有效地消除或减轻丙酸对微生物的反馈抑制作用是提高丙酸生产效率的重要科学问题之一，其中提高微生物对丙酸的耐受性能是一项重要的策略。

本发明针对丙酸发酵的问题，公开了一种提高P.acidipropionici耐酸性能的方法。应用该方法可提高产酸丙酸杆菌P.acidipropionici耐酸性能，并显著提高了丙酸的产量。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高产酸丙酸杆菌耐酸能力的方法及其应用。

本发明技术方案为：在产酸丙酸杆菌（P.acidipropionici）发酵过程中添加精氨酸和/或天冬氨酸。

所述P.acidipropionici购自CGMCC，编号为CGMCC1.2230。

所述P.acidipropionici种子培养基(g/L H₂O)：酵母粉，10；tryptic soy broth，5；KH₂PO₄，1.5；K₂HPO₄，2.5；pH 7.0；

所述基本培养基组成为(g/LH₂O)：酵母粉，10；蛋白胨，5；KH₂PO₄，1.5；K₂HPO₄，2.5；甘油，25；CoCl₂，0.01；CaCO₃，30；pH 7.0；

为了测定耐酸性，在耐酸培养基中丙酸添加量为2.5-5g/L。

所述精氨酸添加量为0-30mM。

所述天冬氨酸添加量为0-30mM。

对本发明进一步描述，在产酸丙酸杆菌（P.acidipropionici）发酵过程中单独添加精氨酸0-30mM或天冬氨酸0-30mM；在产酸丙酸杆菌（P.acidipropionici）发酵过程中添加0-30mM精氨酸和0-30mM天冬氨酸。

优选将精氨酸和/或天冬氨酸添加于产酸丙酸杆菌发酵培养基中。

本领域技术人员通常会根据本发明技术方案选择添加精氨酸和/或天冬氨酸的时间，通过测定丙酸产量即可知道精氨酸和/或天冬氨酸的效果。

本发明有益效果如下：采用本发明的方法提高了P.acidipropionici的丙酸耐受性及丙酸产量，具有方法简单、成本低的优点。

附图说明：

图1.外源添加氨基酸对P.acidipropionici丙酸耐受性的影响。（A）外源添加30mM精氨酸时P.acidipropionici对4g/L丙酸的耐受性；（B）外源添加30mM天冬氨酸时P.acidipropionici对3g/L丙酸的耐受性；（C）外源添加30mM天冬氨酸和30mM精氨酸时P.acidipropionici对4g/L丙酸的耐受性。(■，未添加氨基酸;●，添加氨基酸)

图2.外源添加不同浓度的氨基酸对P.acidipropionici发酵生产丙酸的影响。（A）精氨酸（10mM,20mM,30mM）；（B）天冬氨酸（10mM,20mM,30mM）；（C）精氨酸和天冬氨酸（10mM,20mM,30mM）。(^-，未添加氨基酸;⁺，添加氨基酸)。

具体实施方式

实施例1：初始培养基中外源添加精氨酸提高P.acidipropionici的丙酸耐受性