[發明專利]高產檸檬酸黑曲霉菌FY2013及其應用

有效

• 申請號: 201410126298.0
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103952318B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 李榮杰;尚海濤;徐斌
• 申請（專利權）人: 安徽豐原發酵技術工程研究有限公司
• 主分類號: C12N1/14
• 分類號: C12N1/14;C12N15/11;C12P7/48;C12N9/30;C12N9/04;C12N9/90;C12R1/685
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王文君

技術領域

本發明涉及微生物發酵領域，具體地說，涉及高產檸檬酸黑曲霉菌FY2013及其應用。

背景技術

檸檬酸是一種非常重要的有機酸，廣泛應用于食品工業和日化行業等。目前工業上使用發酵法生產檸檬酸。高產檸檬酸菌種選育在發酵工業中占有重要的地位，幾十年來檸檬酸生產菌種黑曲霉的選育研究一直是研究人員關注的焦點。

1940年美國科學家克雷伯斯提出三羧循環（TCA循環）學說，檸檬酸的發酵機理逐漸得到認識。含糖類原料生成檸檬酸的生化轉化過程中，葡萄糖通過糖酵解途徑（EMP途徑）生成丙酮酸，丙酮酸進一步氧化脫羧生成乙酰輔酶A，乙酰輔酶A和草酰乙酸（由丙酮酸羧化所生成）縮合成為檸檬酸。

檸檬酸是代謝過程中的中間產物。在發酵過程中，當微生物體內的烏頭酸水合酶和異檸檬酸脫氫酶活性很低，檸檬酸合成酶活性很高時，有利于檸檬酸的大量合成和積累。

黑曲霉發酵法生產檸檬酸的代謝途徑：黑曲霉生長繁殖時產生的淀粉酶首先將含有淀粉的原料轉變為葡萄糖，葡萄糖經過EMP途徑轉變為丙酮酸，丙酮酸由丙酮酸氧化酶生成乙酰輔酶A和CO₂，繼而乙酰輔酶A與草酰乙酸在檸檬酸合成酶（檸檬酸縮合酶）的作用合成檸檬酸。黑曲霉在限制氮源和錳等金屬離子、同時在高濃度葡萄糖和充分供氧的條件下，TCA循環中的α-酮戊二酸脫氫酶受阻遏，三羧酸循環變成“馬蹄形”，代謝流匯集于檸檬酸大量合成和積累并排出菌體外，其理論反應式為：

C₆H₁₂O₆+1.5O₂→C₆H₈O₇+2H₂O

檸檬酸理論得率為106.7%，若以含一個結晶水的檸檬酸計為116.7%。

檸檬酸菌種的優劣對于檸檬酸產量和生產成本起到重要作用，要實現高產檸檬酸發酵，降低生產成本，檸檬酸菌種的馴化和選育是關鍵。一株優良的檸檬酸菌種應具備耐高酸和產高酸的性能。本發明以黑曲霉菌株FY2010為出發菌種（ACCC30161），從發酵良好產酸高的薯干醪檸檬酸發酵液中分離菌株，通過一系列物理和化學誘變、酸度馴化得到58株耐酸菌株，再復篩得到9株既耐酸又產酸高的菌株，進一步優篩得到1株耐酸、產酸高、高糖酸轉化率的優良菌株。

發明內容

本發明的目的是提供一株高產檸檬酸黑曲霉菌FY2013及其應用。

為了實現本發明目的，本發明首先提供一株高產檸檬酸黑曲霉（Aspergillus niger）FY2013，現已保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，地址北京市朝陽區北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所，郵編100101，保藏編號CGMCC No.8832，保藏日期2014年2月20日。

本發明還提供所述黑曲霉FY2013的部分基因組序列，見SEQ ID No.59。

其全基因組序列共含34853277個核苷酸。GC含量28.18%，包括313個預測的開放閱讀框（ORF）。

本發明還提供所述黑曲霉FY2013在發酵生產檸檬酸中的應用，包括以下步驟：

1）種曲制備：

取5mL無菌水至黑曲霉菌株FY2013的培養平板上，用接種環刮下孢子至200mL無菌水中，制成孢子懸液，用于檸檬酸種子罐培養；

2）種子罐培養：