[發明專利]利用棒狀桿菌從含有甘油的碳源中生產發酵產品的方法

有效

• 申請號: 200880003116.3
• 申請日: 2008-01-22
• 公開（公告）號: CN101617038A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 趙光命;崔炅旿;裴賢愛
• 申請（專利權）人: CJ第一制糖株式會社
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種利用棒狀桿菌從含有甘油的多種碳源中生產發酵產 品的方法。更特殊地，本發明涉及通過棒狀桿菌利用甘油以高得率、高 產率生產諸如氨基酸之類發酵產品的方法，其中所述發酵棒狀桿菌中引 入了利用外源性甘油并能夠在添加甘油的培養基中積累商業用途的氨基 酸的外源基因，所述氨基酸為例如天門冬氨酸、蘇氨酸、賴氨酸、蛋氨 酸、異亮氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸、丙氨酸、纈氨 酸、亮氨酸、色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸及其中間代謝產物，其中作為 碳源的甘油是石油工業中生產生物柴油的過程中所產生的副產品。

背景技術

上述氨基酸都是非常有用的。天門冬氨酸被用作天門冬氨酰苯丙氨酸 甲酯的原料，而賴氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸和色氨酸被用作飼料、食物和 藥品中的氨基酸。天冬酰胺酸、異亮氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、亮氨酸、 纈氨酸、丙氨酸、脯氨酸、苯基丙氨酸和酪氨酸也被用作食物和藥品中 的氨基酸。并且，高絲氨酸和O-琥珀酰基高絲氨酸也可用作氨基酸生產 中的前體。

隨著油價的不斷上漲，利用自然界可循環材料開發替代能源越來越受 關注。在眾多作為替代能源的候選物中，從植物油中獲取的生物柴油和 通過發酵產生的生物酒精是最引人注目的候選物。生物柴油是指通過以 植物油為底物在催化劑存在的情況下與產生的甲醇經過酯化反應所合成 的脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。在合成過程中，必然產生占總重10％的副 產品甘油。

甘油(C₃H₈O₃)是由葡萄糖(C₆H₁₂O₆)通過一步還原轉變而來的， 其能在微生物的代謝過程中提供改進的還原力。發酵產生的許多產物在 其代謝途徑中都需要還原力。因此，假如甘油能被有效地用作底物，所 期望的發酵產品的產量和產率都將提高。盡管期望如此，但關于甘油的 研究仍僅限于reuterin(Talarico等Antimicrob.Agents?Chemother.， 32：1854-1858(1988))，2，3-丁二醇(Biebl，等，Appl?Microbiol.Biotechnol. 50：24-29(1998))，1，3-丙二醇(Menzel，et.al.，Enzyme?Microb.Technol.， 20：82-86(1997))，丁二酸(韓國專利號10-0313134)，甲叉丁二酸(美國 專利號5,457,040)，3-羥丙醛(Doleyres等Appl.Micribiol.Biotechnol. 68(4)：467-474(2005))和丙酸(Himmi等，Appl.Microbiol.Biotechnol.， 53：435-440(2000))。這是因為甘油的價格比用于發酵工業的任何其他碳 源都要高。目前，關于通過發酵生產甘油的研究都正在進行中(Wang等， Biotechnol.Adv.，19(3)：201-223(2001))。

然而，隨著生物柴油產量的增加，甘油的產量也在增加，導致其價格 迅速下降。因此，有報道稱，已經用包括甘油在內的生物柴油副產品， 生產出了1，3-丙二醇(Gonzalez-Pajuelo等，J.Ind.Microbiol.Biotechnol. 31：442-446，(2004))、氫氣和乙醇(Ito等，J.Biosci.Bioeng.，100(3)： 260-265(2005))。然而，尚未有報道利用甘油生產最具有代表性的發酵 產物氨基酸以及其它主要代謝物。

迄今甘油產自肥皂、脂肪酸、蠟和表面活性劑工業。然而，如上所提 及的，隨著生物柴油產量的不斷增加，有效處理包括甘油在內的副產品 的問題也可能隨之產生。同時，可以預料純化甘油的價格也將下降。因 此，利用甘油生產有用的發酵產品的也可能帶來遠超預期的效果。