[發明專利]一種熱帶醋桿菌全細胞催化生產甘油酸的方法

有效

• 申請號: 201410552593.2
• 申請日: 2014-10-17
• 公開（公告）號: CN104312952B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 盧英華;蒲洋;陳慧敏;王寶貝;敬科舉;陳翠雪
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12P7/42;C12R1/02
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙)35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種甘油酸的生產方法，尤其是涉及一種熱帶醋桿菌全細胞催化生產甘油酸的方法。

背景技術

甘油酸最初發現于一些植物中，如花生、朝鮮薊葉子、番茄、香蕉、蘋果、蠶豆、葡萄等，然而其中所含甘油酸的對映體組成及其濃度仍未知。動物中，如馬、牛、豬、鼠、兔等動物的肝臟中也可檢測出甘油酸，并主要以D-甘油酸的形式存在，是絲氨酸合成的前體(Akira Ichihara,David M.Greenberg.1957)。同時，人體中也檢測出了D-甘油酸，是果糖分解的中間代謝產物。

人體內存在的D-甘油酸具有促進乙醇和乙醛分解代謝的功能，該功能已在大鼠身上得到證實(Eriksson,etc.2007)。P·海諾在2003年發表的專利中闡述了D-甘油酸作為解酒藥的作用機理：將D-甘油酸和酒精同時注入體內，可加速酒精排出體外。酒精在氧化的過程中會產生過量的NADH-乙醛脫氫酶和NADH-酒精脫氫酶復合物。在這兩種NADH-復合物的催化作用下，D-甘油酸在酒精代謝組織細胞中會轉化為D-甘油醛，再進一步轉化為甘油。同時，NADH-復合物脫氫轉化為NAD-乙醛脫氫酶和NAD-酒精脫氫酶復合物，新生成的NAD-復合物又恢復了氧化酒精的能力，從而加快酒精代謝。D-甘油酸促進乙醛進一步氧化為乙酸的同時，可能能夠最大限度地減少乙醛的毒性作用(P.海諾.D-甘油酸或其鹽用于制備增強酒精代謝的藥物制劑的用途[P].中華人民共和國:200380101412.4,2009)。因此，若能大量生產D-甘油酸或其鹽或酯類，用于制備增強酒精代謝的解酒藥，不僅能提高了它的解酒療效，也將帶來更大的利潤。

同時，有研究表明，從朝鮮薊葉子中提取出的甘油酸在狗體內具有膽固醇活性和肝興奮劑功能。甘油酸衍生出的酯類低聚物能表現出抗胰蛋白酶活性(K Lesová,etc.2001)，由于其生物可降解性優于乳酸低聚物，也可能運用于藥物運輸系統，如制備含有藥物的微球粒(Wada,R.,S.-H.Hyon,and Y.Ikada.1996)。

目前，微生物生產甘油酸的報道甚少，主要采用醋酸桿菌作為生產菌株。近年來，只有日本Habe教授發表了有關微生物生產甘油酸的相關成果(Hiroshi Habe,etc.2009)，國內目前尚無報道。同時，盡管通過傳統發酵手段可以獲得甘油酸，但是存在發酵產物復雜、副產物多，導致產物提取困難、提取成本高。所以在實際生產中，要想方設法在保證產量的情況下減少副產物，改善最終發酵液組成。

發明內容

本發明的目的在于提供一種熱帶醋桿菌全細胞催化生產甘油酸的方法。

本發明包括以下步驟：

1)一級搖瓶種子培養：將甘油酸生產菌熱帶醋桿菌(Acetobacter tropicalis)CHM061701接種于裝有一級種子培養基的搖瓶中培養；

2)二級搖瓶種子：將步驟1)的一級搖瓶種子培養的種子接種于裝有二級種子培養基的搖瓶中培養；

3)菌體富集培養：將步驟2)的二級搖瓶種子培養的種子接種于裝有菌體富集培養基的搖瓶中培養；

4)菌體收集：取步驟3)培養所得菌液離心，洗滌，收集菌體，再加入甘油水溶液，調節初始pH為5～8；

5)全細胞催化轉化：將步驟4)所得的含有菌體的甘油水溶液于搖瓶中進行催化轉化，得甘油酸。

在步驟1)中，所述熱帶醋桿菌(Acetobacter tropicalis)CHM061701，已于2014年7月7日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏中心地址為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，郵政編碼100101，該保藏中心登記入冊編號為CGMCC NO.9417；所述接種的接種量按質量百分比可為一級種子培養基的0.1％～1％；所述一級種子培養基的組成為葡萄糖1～10g/L，酵母粉2～10g/L，蛋白胨2～10g/L，MgSO₄·7H₂O0.5～2g/L，滅菌前pH6～7；所述培養的條件可于26～32℃，以150～250rpm培養16～28h。

在步驟2)中，所述種子接種的接種量按質量百分比可為二級種子培養基的1％～10％；所述二級種子培養基的組成可為葡萄糖1～10g/L，酵母粉2～10g/L，蛋白胨2～10g/L，MgSO₄·7H₂O0.5～2g/L，滅菌前pH6～7；所述培養的條件可于26～32℃，以150～250rpm培養16～28h。