維生素C一步發(fā)酵體系研究.pdf

1、微生物二步發(fā)酵法是國內(nèi)維生素C生產(chǎn)的主要方法，但由于二步發(fā)酵的產(chǎn)酸效率已經(jīng)較高，產(chǎn)量的進(jìn)一步提高難度較大。如能將二步發(fā)酵工藝改進(jìn)為一步發(fā)酵，可降低發(fā)酵步驟，顯著節(jié)約能耗，降低污染，顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。本文通過研究谷胱甘肽（GSH）等外源物質(zhì)對氧化葡萄糖酸桿菌和酮古龍酸桿菌一步混菌發(fā)酵體系的影響，構(gòu)建和優(yōu)化酮古龍酸桿菌（Ketogulonicigenium vulgare）、氧化葡萄糖酸桿菌（Gluconobacter oxydans）和植

2、物內(nèi)生芽孢桿菌（B. endophyticus）三菌混菌一步發(fā)酵體系，及利用合成生物學(xué)手段在大菌中構(gòu)建裂解模塊、敲除山梨醇脫氫酶等的方法，構(gòu)建優(yōu)化維生素C一步發(fā)酵體系，為進(jìn)一步闡明維生素C一步發(fā)酵過程中菌種間相互作用關(guān)系和發(fā)酵工藝優(yōu)化提供依據(jù)。
　　GSH能有效促進(jìn)酮古龍酸桿菌的生長。本研究就GSH對氧化葡萄糖酸桿菌和酮古龍酸桿菌一步混菌發(fā)酵的作用進(jìn)行了探索，研究發(fā)現(xiàn)，在5L的發(fā)酵罐中，外加1 mg/ml的GS H對混菌的發(fā)酵有著

3、顯著的促進(jìn)作用，2-酮-L-古龍酸(2-K GA)產(chǎn)量提高了22.8％。通過16S rDNA熒光定量PCR法測菌數(shù)，發(fā)現(xiàn)GSH的添加使酮古龍酸桿菌的生長提高到148%，但抑制氧化葡萄糖酸桿菌的生長，使其生物量下降到61%。運(yùn)用代謝組學(xué)方法分析發(fā)現(xiàn)，GS H能促進(jìn)酮古龍酸桿菌的磷酸戊糖、三羧酸循環(huán)、硫酸鹽等代謝，同時減緩氧化葡萄糖酸桿菌對 L-山梨糖的消耗，以促進(jìn)整個混菌體系的發(fā)酵效率。
　　設(shè)計構(gòu)建了K. vulgare、G. o

4、xydans和B. endophyticus三菌混菌一步發(fā)酵體系，通過優(yōu)化發(fā)酵條件，使補(bǔ)料發(fā)酵過程醇酸轉(zhuǎn)化率達(dá)到了81.89%；分批發(fā)酵過程中醇酸轉(zhuǎn)化率達(dá)到了87.9%，為放大到工業(yè)化規(guī)模提供依據(jù)。并且發(fā)現(xiàn)在有山梨醇存在的條件下酮古龍酸桿菌及其伴生菌能夠快速的生長增殖，植物內(nèi)生芽孢桿菌在發(fā)酵10h不斷消耗山梨醇的特性。
　　為了提高三菌一步發(fā)酵效率，運(yùn)用合成生物學(xué)手段，敲除大菌消耗山梨醇的基因，使得體系中對于山梨醇的浪費(fèi)減少，通過