[发明专利]发酵制备氧化物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备氧化物的方法，所述方法包括培养选自葡糖杆菌属、醋杆菌属、假葡糖杆菌属、假单胞菌属、棒状杆菌属、或欧文氏杆菌属的微生物，从而氧化培养基中的底物。

更具体地说，本发明涉及制备氧化物的方法，所述方法包括培养葡糖杆菌属、醋杆菌属、假葡糖杆菌属、假单胞菌属、棒状杆菌属、或欧文氏杆菌属的微生物菌株以氧化培养基中的底物，其特征在于在所述培养基中加入可同化的碳源，例如多元醇(例如糖、糖醇、或甘油)，本发明还涉及通过实施上述方法得到的培养基，以及纯化所述培养基得到的氧化物。

背景技术

    葡糖杆菌属、醋杆菌属、假葡糖杆菌属、假单胞菌属、棒状杆菌属、或欧文氏杆菌属微生物的很多菌株具有部分氧化各种底物的能力，所述底物如葡萄糖、果糖、核糖、山梨糖等单糖，麦芽糖、蔗糖等寡糖，山梨醇、甘露醇、核糖醇、木糖醇、阿拉伯糖醇等糖醇，或者如甘油和乙醇等醇类，并且它们已经被用于制备有用的氧化物，例如山梨糖、2-酮-L-古洛糖酸、乙酸等。关于这项由底物制备氧化物的微生物学技术，为改善转化量已进行了很多研究。为实现这一目的，已经进行了很多尝试，例如改良微生物(日本公开特许S62-275692，WO95/23220)和改良培养方法(日本公开特许H7-227292)。

    在目前已知的开发葡糖杆菌属、醋杆菌属、假葡糖杆菌属、假单胞菌属、棒状杆菌属、或欧文氏杆菌属微生物以氧化底物的方法中，添加微生物生长必要的碳源的常规方法包括：在开始培养时单独添加底物，或者与底物一起添加不同于底物的碳源。单独添加底物的实施方式存在缺点，即微生物的生长速率低，并且该趋势在底物转化效能显著增强的微生物菌株中表现特别明显。为克服上述缺点，在开始培养时与碳源一起加入另一种不同的碳源有助于改善生长速率，但是导致底物化合物转化的特异性降低，更谈不上增加副产品形成的问题。本发明的目的在于提供一种提高培养基中促进微生物生长的底物化合物的氧化速度，从而降低发酵时间，增加发酵产量，以及降低副产物形成速率的方法。

发明内容

    本发明的发明人在深入研究本领域上述现状之后发现，在培养基中培养葡糖杆菌属、醋杆菌属、假葡糖杆菌属、假单胞菌属、棒状杆菌属、或欧文氏杆菌属微生物以氧化加入所述培养基的底物，从而得到目的氧化物，除底物之外还在培养基中加入所述微生物的可同化碳源，例如多元醇(例如糖、糖醇、或者甘油)，可以提高底物氧化速率、降低发酵时间、以及提高发酵产量。本发明在上述发现的基础上得以发展。

因此，本发明涉及制备氧化物的方法，所述方法包括培养选自葡糖杆菌属、醋杆菌属、假葡糖杆菌属、假单胞菌属、棒状杆菌属、或欧文氏杆菌属的微生物以氧化培养基中的底物，其特征在于培养过程中在所述培养基中加入可同化的碳源。

本发明使用的葡糖杆菌属、醋杆菌属、假葡糖杆菌属、假单胞菌属、棒状杆菌属、或欧文氏杆菌属微生物，可以是能够氧化底物化合物得到目的氧化物的任何微生物菌株，但是优选在底物氧化为目的氧化物时具有高转化效能的微生物菌株。这类具有高转化效能的微生物涉及大量产生相关转化酶系统的菌株，能够合成高转化效能酶系统的菌株，目的氧化物分解活性有缺陷的菌株，将底物同化为单一碳源的能力减弱的菌株。例如，当山梨醇用作制备目的氧化物山梨糖或2-酮-L-古洛糖酸的底物时，或者当山梨糖用作制备目的氧化物2-酮-L-古洛糖酸的底物时，优选使用葡糖杆菌属或假葡糖杆菌属微生物将具有优势，特别优选的是葡糖杆菌属微生物。这类微生物菌株的例子包括属于氧化葡糖杆菌的氧化葡糖杆菌GA-1(FERM BP-4522)，氧化葡糖杆菌N952(FERM BP-4580)(二者均参见WO95/23220)，氧化葡糖杆菌GO-10(FERM BP-1169)，氧化葡糖杆菌GO-14(FERMBP-1170)(二者均参见日本公开特许S62-275692)，氧化葡糖杆菌UV-10(FERM P-8422)，氧化葡糖杆菌E-1(FERM P-8353)，以及属于假葡糖杆菌属的假葡糖杆菌K591s(FERM BP-1130)，假葡糖杆菌12-5(FERM BP-1129)，假葡糖杆菌TH14-86(FERM BP-1128)，假葡糖杆菌12-15(FERM BP-1132)，假葡糖杆菌12-4(FERM BP-1131)，和假葡糖杆菌22-3(FERM BP-1133)。

本发明实施过程中使用的培养方法可以按照微生物菌株、底物化合物、以及目的化合物，以及其它因素适当地选择，可以使用已知的培养方法，例如振荡培养或浸没通气培养。