CN1446919A - 外源添加还原剂促进菌体合成1，3－丙二醇的方法 - Google Patents
外源添加还原剂促进菌体合成1，3－丙二醇的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1446919A CN1446919A CN 03121946 CN03121946A CN1446919A CN 1446919 A CN1446919 A CN 1446919A CN 03121946 CN03121946 CN 03121946 CN 03121946 A CN03121946 A CN 03121946A CN 1446919 A CN1446919 A CN 1446919A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reductive agent
- ammediol
- synthesize
- fermention medium
- concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N propane-1,3-diol Chemical compound OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 title abstract description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 48
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 48
- UXFQFBNBSPQBJW-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-methylpropane-1,3-diol Chemical compound OCC(N)(C)CO UXFQFBNBSPQBJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims description 18
- FRXSZNDVFUDTIR-UHFFFAOYSA-N 6-methoxy-1,2,3,4-tetrahydroquinoline Chemical compound N1CCCC2=CC(OC)=CC=C21 FRXSZNDVFUDTIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- GVJHHUAWPYXKBD-UHFFFAOYSA-N (±)-α-Tocopherol Chemical compound OC1=C(C)C(C)=C2OC(CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C)(C)CCC2=C1C GVJHHUAWPYXKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims description 10
- ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N D-erythro-ascorbic acid Natural products OCC1OC(=O)C(O)=C1O ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229930003268 Vitamin C Natural products 0.000 claims description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- 235000019154 vitamin C Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000011718 vitamin C Substances 0.000 claims description 9
- 241001052560 Thallis Species 0.000 claims description 8
- 229930003427 Vitamin E Natural products 0.000 claims description 6
- WIGCFUFOHFEKBI-UHFFFAOYSA-N gamma-tocopherol Natural products CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC1CCC2C(C)C(O)C(C)C(C)C2O1 WIGCFUFOHFEKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000019165 vitamin E Nutrition 0.000 claims description 6
- 229940046009 vitamin E Drugs 0.000 claims description 6
- 239000011709 vitamin E Substances 0.000 claims description 6
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 claims description 4
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 claims description 4
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 51
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 abstract description 23
- 238000013459 approach Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 abstract description 5
- DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N (+)-propylene glycol Chemical compound C[C@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N 0.000 abstract description 3
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 abstract description 3
- 229920000166 polytrimethylene carbonate Polymers 0.000 abstract description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 22
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 10
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 10
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 8
- 229930027945 nicotinamide-adenine dinucleotide Natural products 0.000 description 7
- BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-N nicotinamide-adenine dinucleotide Chemical compound C1=CCC(C(=O)N)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@@H](O2)N2C3=NC=NC(N)=C3N=C2)O)O1 BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-N 0.000 description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 7
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- AKXKFZDCRYJKTF-UHFFFAOYSA-N 3-Hydroxypropionaldehyde Chemical compound OCCC=O AKXKFZDCRYJKTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 101000892220 Geobacillus thermodenitrificans (strain NG80-2) Long-chain-alcohol dehydrogenase 1 Proteins 0.000 description 3
- 241000588747 Klebsiella pneumoniae Species 0.000 description 3
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000011218 seed culture Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 3
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 3
- GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N Alpha-Lactose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N 0.000 description 2
- 239000004322 Butylated hydroxytoluene Substances 0.000 description 2
- NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N Butylhydroxytoluene Chemical compound CC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000588919 Citrobacter freundii Species 0.000 description 2
- 241000193171 Clostridium butyricum Species 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 description 2
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N Pyruvic acid Chemical compound CC(=O)C(O)=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BGNXCDMCOKJUMV-UHFFFAOYSA-N Tert-Butylhydroquinone Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(O)=CC=C1O BGNXCDMCOKJUMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 235000010354 butylated hydroxytoluene Nutrition 0.000 description 2
- 229940095259 butylated hydroxytoluene Drugs 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- RXKJFZQQPQGTFL-UHFFFAOYSA-N dihydroxyacetone Chemical compound OCC(=O)CO RXKJFZQQPQGTFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000004250 tert-Butylhydroquinone Substances 0.000 description 2
- 235000019281 tert-butylhydroquinone Nutrition 0.000 description 2
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 2
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 2
- 108010011958 1,3-propanediol dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- AXTGDCSMTYGJND-UHFFFAOYSA-N 1-dodecylazepan-2-one Chemical compound CCCCCCCCCCCCN1CCCCCC1=O AXTGDCSMTYGJND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 108010024636 Glutathione Proteins 0.000 description 1
- 108010025885 Glycerol dehydratase Proteins 0.000 description 1
- 108010015895 Glycerone kinase Proteins 0.000 description 1
- 229910004616 Na2MoO4.2H2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 1
- 108091000080 Phosphotransferase Proteins 0.000 description 1
- MEFKEPWMEQBLKI-AIRLBKTGSA-N S-adenosyl-L-methioninate Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](C[S+](CC[C@H](N)C([O-])=O)C)O[C@H]1N1C2=NC=NC(N)=C2N=C1 MEFKEPWMEQBLKI-AIRLBKTGSA-N 0.000 description 1
- 229960001570 ademetionine Drugs 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 230000036983 biotransformation Effects 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000005515 coenzyme Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid Chemical compound CCCCC(CC)COP(O)(=O)OCC(CC)CCCC SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007323 disproportionation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N glutathione Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(=O)N[C@@H](CS)C(=O)NCC(O)=O RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N 0.000 description 1
- XLSMFKSTNGKWQX-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetone Chemical compound CC(=O)CO XLSMFKSTNGKWQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000037353 metabolic pathway Effects 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000003012 network analysis Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 1
- 102000020233 phosphotransferase Human genes 0.000 description 1
- 229940107700 pyruvic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
外源添加还原剂促进菌体合成1，3－丙二醇的方法，属于1，3－丙二醇的生物合成技术领域，其特征在于，它利用1，3－丙二醇生物合成过程中需要消耗一定量还原当量的特性，在发酵培养基或在厌氧发酵过程中添加适量的还原剂，增强菌体中还原当量(NADH2)的积累，促进底物甘油沿还原途径代谢，提高1，3－PD的合成浓度和转化率。本发明操作简单，不增加额外的设备和人工，仅通过较低的附加投入，提高了生物利用率，获得了较高的产物合成浓度和转化率，降低了发酵成本。
Description
技术领域：
外源添加还原剂促进菌体合成1，3-丙二醇的方法，属于1，3-丙二醇的生物合成技术领域。
背景技术：
1，3-丙二醇(英文名1，3-propanediol，简称1，3-PD)是一种重要的化工原料，可作为有机溶剂应用于油墨、印染、涂料、润滑剂、抗冻剂等行业。
1，3-PD的生产技术难度大、成本高，目前，工业上主要采用化学合成法和生物合成法来进行1，3-丙二醇的生产。化学合成法具有污染环境、原料不可再生等缺点，因此，各国都致力于开发生物合成法生产1，3-PD的技术。1，3-丙二醇的生物合成法是一种具有广阔应用前景的方法，它可以利用再生资源甘油、葡萄糖等，选择性高，操作条件温和，生产清洁，对环境无污染，符合21世纪可持续发展的需要，因而越来越受到重视，生物合成法生产1，3-PD已成为当前研究的热点。
生物合成法生产1，3-PD主要以甘油为底物，转化1，3-PD所需的微生物主要是厌氧或兼性厌氧菌，其中，克来伯氏肺炎杆菌(Klebsiella pneumoniae L1)、弗氏柠檬酸菌(Citrobacterfreundii)和丁酸梭状芽孢杆菌(Clostridium butyricum)是转化率较高的三种菌，它们对底物甘油和产物1，3-丙二醇具有较高的耐受力，因此具有较高开发价值和应用前景。这些菌株转化甘油的共同特点是歧化作用的酶系是由结构类似的调节子调控，由于该调节子受二羟基丙酮(DHA)诱导，因此称为dha调节子。通过二羟丙酮(dha)途径，甘油沿氧化和还原两条路径代谢，以维持细胞的氧化还原平衡。氧化途径主要包括步骤：1)甘油经甘油脱氢酶(Glycerol dehydrogenase，GDH)催化，生成2-羟基丙酮(DHA)，此酶为厌氧酶，以NAD+为辅酶；2)DHA在ATP及2-羟基丙酮激酶(Dihydroxyacetone kinase)的作用下，生成磷酸二羟基丙酮(DHAP)；3)DHAP进一步代谢生成丙酮酸，然后代谢成各种小分子产物。氧化途径合成生物能ATP和还原当量NADH2，并伴随着微生物细胞的生长。甘油的还原途径有两步酶反应：1)甘油脱水酶(Glycerol dehydrogenase，GDHt)在辅酶B12存在下将甘油转化为中间产物3-羟基丙醛(3-HPA)；2)在NADH2存在下，3-HPA在1，3-丙二醇脱氢酶(1，3-Propanedioldehydrogenase，PDDH)催化下生成1，3-PD。还原途径消耗氧化途径生成的过量NADH2，使微生物细胞内的还原物质达到平衡。
目前生物合成法生产1，3-PD存在产物浓度低、生产周期长和甘油转化率低等问题，导致缺乏市场竞争力而无法大规模应用。其中，甘油转化率较低是导致其生产成本居高不下的一个重要因素。目前解决甘油转化率低的问题主要是采用双底物协同发酵方法，例如以葡萄糖为辅助碳源，菌体以葡萄糖为生长碳源用于能量合成和细胞生长，同时转化甘油生成1，3-PD，可以使1，3-PD的转化率大大提高。Sylvie等人通过调节混合培养基中葡萄糖/甘油的比例来研究底物还原性程度，发现确实对1，3-丙二醇合成有影响，而且以葡萄糖作辅助底物可以提高甘油的转化率。以葡萄糖、乳糖等第二碳源与甘油配成复合底物虽然在不同程度上提高了甘油的转化率，但是由于葡萄糖、乳糖等目前常用复合底物的还原态均低于甘油，所以用其来提高培养基合成NADH2的能力是要以大量消耗底物为代价的。
经过甘油沿氧化和还原两条路径代谢的研究表明，提供给还原途径的还原当量(NADH2)越多，1，3-PD合成也越多。在目前的文献中，对1，3-丙二醇生物转化过程的代谢途径研究方面的文献较多，但将代谢网络分析应用于实际工艺研究的报导尚未见到。
发明内容：
本发明利用1，3-丙二醇生物合成过程中需要消耗一定量还原当量(1mol NADH2/mol1，3-PD)的特性，在发酵培养基或在厌氧发酵过程中添加适量的还原剂，增强菌体中还原当量(NADH2)的积累，促进底物甘油沿还原途径代谢，提高1，3-PD的合成浓度和转化率。本发明操作简单，不增加额外的设备和人工，仅通过较低的附加投入，提高了生物利用率，从而获得了较高的产物合成浓度和转化率，降低了发酵成本。
本发明含有制备发酵培养基，并往发酵培养基中接入种子液，进行厌氧发酵合成1，3-丙二醇的步骤，其特征在于，在所述发酵培养基中加入还原剂。加入的所述还原剂是维生素类还原剂。加入的所述还原剂是Vitamin C，它在所述发酵培养基中的浓度为40mg/L～150mg/L。加入的所述还原剂是Vitamin E，它在所述发酵培养基中的浓度为10mg/L～60mg/L。
本发明的其特征在于，在进行厌氧发酵合成1，3-丙二醇的过程中，在菌体生长的指数期添加还原剂。加入的所述还原剂是维生素类还原剂。加入的所述还原剂是Vitamin C，它在发酵液中的浓度为40mg/L～150mg/L。加入的所述还原剂是Vitamin E，它在发酵液中的浓度为10mg/L～60mg/L。
实验证明，使用本发明提出的外源添加还原剂促进菌体合成1，3-丙二醇的方法，能够大大提高1，3-丙二醇的最终浓度，提高产物转化率，降低发酵成本，达到了预期目的。
具体实施方式：
实施例1是以Vitamin C作为还原剂菌 种：克来伯氏肺炎杆菌(Klebsiella pneumoniae L1)培养基LB固体培养基：每升体积培养基含酵母粉5.0g，蛋白胨10.0g，NaCl10.0g，琼脂15.0g，
pH7.0。种子培养基：每升体积培养基含葡萄糖20g，K2HPO4.3H2O 4.45g，KH2PO4 1.3g，(NH4)2SO4 2.0g，
MgSO4.7H2O 0.2g，CaCO3 2.0g，酵母粉1.0g，微量元素溶液I2.0ml，Fe2+溶液1.0ml，
pH7.0。发酵培养基：每升体积培养基含甘油20g，K2HPO4.3H2O 4.45g，KH2PO4 1.3g，(NH4)2SO4 2.0g，
MgSO4.7H2O 0.2g，CaCO3 2.0g，酵母粉1.0g，微量元素溶液I5.0ml，Fe2+溶液1.0ml，
pH7.0。灭菌后添加还原剂Vitamin C，使Vitamin C在发酵培养基中的浓度为40mg/L。
其中，微量元素I的组成(mg/L)：MgSO4.4H2O 100，ZnCl2 70，Na2MoO4.2H2O
35，H3BO3 60，CoCl2.6H2O 200，CuSO4.5H2O 29.28，NiCl2.6H2O 25，37％HC
10.9ml发酵过程：步骤1：菌种活化
由菌种保藏斜面挑取一环Klebsiella pneumoniae L1菌苔接入LB固体斜面进行活化，37℃培养12小时后，再挑取一环菌苔接入固体LB平板，37℃培养12小时后获得单菌落。步骤2：种子培养
种子培养在300mL三角瓶中进行，装液量为50mL。从步骤1的LB平板上挑取一个单菌落于预先灭菌的装有50mL培养基的300mL三角瓶中，37℃，180rpm转速，摇床培养10h，使菌体浓度达到OD650在2～4左右。步骤3：厌氧发酵合成1，3-丙二醇
取2.5mL种子发酵液于预先灭菌的装有50mL发酵培养基的150mL厌氧摇瓶中(接种量5％)，37℃，150rpm转速，通入N2，水浴摇床培养。中间每隔8～12h取样3mL，测菌体浓度、底物甘油浓度及1，3-丙二醇合成浓度。厌氧培养24h后补加2％甘油。实验结果
本发酵周期的时间为50小时，最终测得产物1，3一丙二醇的浓度为10.2mg/L。比不加入还原剂的对照组提高了2％。
下述5组实验仅改变了发酵培养基中Vitamin C的浓度，其它条件不变，实验结束后最终得到表1中的6组数据，其中对照组是指在同等条件下，不加还原剂得到的结果。
| 方案 | 对照组 | 添加40mg/LVC | 添加60mg/LVC | 添加80mg/LVC | 添加100mg/LVC | 添加120mg/LVC | 添加150mg/LVC |
| 1，3-丙二醇浓度(g/L) | 10 | 10.2 | 11 | 11.5 | 11.7 | 11.8 | 12 |
| 提高程度 | / | 2％ | 10％ | 15％ | 17％ | 18％ | 20％ |
表1从表1中可看出，在发酵培养基中，当发酵培养基中Vitamin C的浓度为40～150mg/L时，能够使1，3-PD的最终浓度提高2％～20％。
实施例2是在发酵过程中菌体生长的指数期初期(约5小时，0D6500.5)加入VC还原剂，在发酵培养基中不加还原剂，其它条件不变；
实施例3是在发酵过程中菌体生长的指数期中后期(10-20小时，OD6501.5-2.0)加入VC还原剂，在发酵培养基中不加还原剂，其它条件不变；实验结束后得到表2中的以下数据
| 方案 | 对照 | 添加40mg/LVC | 添加60mg/LVC | 添加80mg/LVC | 添加100mg/LVC | 添加120mg/LVC | 添加150mg/L VC | ||||||
| 指数期初期 | 指数期中后期 | 指数期初期 | 指数期中后期 | 指数期初期 | 指数期中后期 | 指数期初期 | 指数期中后期 | 指数期初期 | 指数期中后期 | 指数期初期 | 指数期中后期 | ||
| 1，3-丙二醇浓度(g/L) | 10.0 | 10.2 | 10.3 | 11.0 | 11.5 | 11.8 | 12.0 | 12.0 | 12.2 | 12.2 | 12.5 | 12.3 | 12.5 |
| 提高程度 | / | 2％ | 3％ | 10％ | 15％ | 18％ | 20％ | 20％ | 22％ | 22％ | 25％ | 23％ | 25％ |
表2从表2可看出，在菌体生长指数期的初期或中后期加入VC还原剂使，VC在发酵液中的浓度为40～150mg/L时，最终使1，3-丙二醇的浓度提高2％～25％。
实施例4是在发酵培养基中添加Vitamin E
由于Vitamin E(以下简称VE)是脂溶性液体，难溶于水，所以本发明将VE溶解在二甲基亚砜中(二甲基亚砜是VE的溶剂之一，也可以选择其它的溶剂如丙二醇、氮酮等)，形成1％(v/v)的溶液。取适量加入到灭好菌的发酵培养基中，使VE在培养基中的浓度为10mg/L，其余步骤与上述实施例的相同。实验结果，测得1，3-丙二醇的最终浓度为10.85g/L，比对照组增加了8.5％。
以下5组实验仅改变了VE在发酵培养基中的浓度，其余条件不变，最后得到表3中的数据：
| 方案 | 对照 | 添加10mg/L VE | 添加20mg/L VE | 添加40mg/L VE | 添加60mg/L VE |
| 1，3-丙二醇浓度(g/L) | 10 | 10.85 | 11.25 | 11.03 | 10.77 |
| 提高程度 | / | 8.50％ | 12.50％ | 10.30％ | 7.70％ |
表3
从表3中可看出，在发酵培养基中加入VE还原剂，使VE在发酵培养基中的浓度为10～60mg/L时，1，3-丙二醇的最终浓度可提高7.7～12.5％。
实施例5是在发酵过程中菌体生长的指数期初期(约5小时，OD6500.5)加入VE溶液，在发酵培养基中不加还原剂，其它条件不变；
实施例6是在发酵过程中菌体生长的指数期中后期(10-20小时，OD6501.5-2.0)加入VE溶液，在发酵培养基中不加还原剂，其它条件不变；实验结束后得到表4的数据：
| 方案 | 对照 | 添加10mg/LVE | 添加20mg/LVE | 添加40mg/LVE | 添加60mg/LVE | ||||
| 指数期初期 | 指数期中后期 | 指数期初期 | 指数期中后期 | 指数期初期 | 指数期中后期 | 指数期初期 | 指数期中后期 | ||
| 1，3-丙二醇浓度(g/L) | 10.0 | 10.87 | 10.9 | 11.02 | 11.1 | 11.05 | 11.12 | 10.72 | 10.75 |
| 提高程度 | / | 8.70％ | 9％ | 10.20％ | 11％ | 10.50％ | 11.20％ | 7.20％ | 7.50％ |
表4
从表4可见，在菌体生长的指数期(初期或中后期)加入VE还原剂，使VE在发酵液中的浓度达到10～60mg/L时，能使1，3-丙二醇的最终浓度提高7.2％～11.2％。
本发明所加入的还原剂还可以是如：VA、β-胡萝卜素、还原型谷胱苷肽、腺苷蛋氨酸、二丁基羟基甲苯(BHT)、特丁基对苯二酚(TBHQ)等多种常用的还原剂。
Claims (8)
1、外源添加还原剂促进菌体合成1，3-丙二醇的方法，含有制备发酵培养基，并往发酵培养基中接入种子液，进行厌氧发酵合成1，3-丙二醇的步骤，其特征在于，在所述发酵培养基中加入还原剂。
2、如权利要求1所述的外源添加还原剂促进菌体合成1，3-丙二醇的方法，其特征在于，加入的所述还原剂是维生素类还原剂。
3、如权利要求1或2所述的外源添加还原剂促进菌体合成1，3-丙二醇的方法，其特征在于，加入的所述还原剂是Vitamin C，它在所述发酵培养基中的浓度为40mg/L～150mg/L。
4、如权利要求1或2所述的外源添加还原剂促进菌体合成1，3-丙二醇的方法，其特征在于，加入的所述还原剂是Vitamin E，它在所述发酵培养基中的浓度为10mg/L～60mg/L。
5、外源添加还原剂促进菌体合成1，3-丙二醇的方法，含有制备发酵培养基，并往发酵培养基中接入种子液，进行厌氧发酵合成1，3-丙二醇的步骤，其特征在于，在进行厌氧发酵合成1，3-丙二醇的过程中，在菌体生长的指数期添加还原剂。
6、如权利要求5所述的外源添加还原剂促进菌体合成1，3-丙二醇的方法，其特征在于，加入的所述还原剂是维生素类还原剂。
7、如权利要求5或6所述的外源添加还原剂促进菌体合成1，3-丙二醇的方法，其特征在于，加入的所述还原剂是Vitamin C，它在发酵液中的浓度为40mg/L～150mg/L。
8、如权利要求5或6所述的外源添加还原剂促进菌体合成1，3-丙二醇的方法，其特征在于，加入的所述还原剂是Vitamin E，它在发酵液中的浓度为10mg/L～60mg/L。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB031219462A CN1182249C (zh) | 2003-04-18 | 2003-04-18 | 外源添加还原剂促进菌体合成1，3-丙二醇的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB031219462A CN1182249C (zh) | 2003-04-18 | 2003-04-18 | 外源添加还原剂促进菌体合成1，3-丙二醇的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1446919A true CN1446919A (zh) | 2003-10-08 |
| CN1182249C CN1182249C (zh) | 2004-12-29 |
Family
ID=28050554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB031219462A Expired - Fee Related CN1182249C (zh) | 2003-04-18 | 2003-04-18 | 外源添加还原剂促进菌体合成1，3-丙二醇的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1182249C (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1304582C (zh) * | 2005-06-10 | 2007-03-14 | 清华大学 | 一种外源添加反丁烯二酸促进微生物合成1,3－丙二醇的方法 |
| CN101914505A (zh) * | 2010-06-24 | 2010-12-15 | 中国农业大学 | 一种发酵生产亚硝酸还原酶的方法 |
| CN102154097A (zh) * | 2010-12-09 | 2011-08-17 | 中国科学院微生物研究所 | 自动调控氧化还原电位的装置及其应用 |
| CN102311979A (zh) * | 2010-07-07 | 2012-01-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 添加还原性糖促进生物合成1，3-丙二醇的方法 |
| CN103695477A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-02 | 天津大学 | 利用维生素c提高多粘类芽孢杆菌2,3-丁二醇产量的方法 |
| CN111378693A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-07-07 | 尹玉琴 | 一种微生物发酵法制备1,3-丙二醇的方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101418320B (zh) * | 2008-12-10 | 2011-05-18 | 中国科学院微生物研究所 | 一种生产丁醇的方法 |
-
2003
- 2003-04-18 CN CNB031219462A patent/CN1182249C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1304582C (zh) * | 2005-06-10 | 2007-03-14 | 清华大学 | 一种外源添加反丁烯二酸促进微生物合成1,3－丙二醇的方法 |
| CN101914505A (zh) * | 2010-06-24 | 2010-12-15 | 中国农业大学 | 一种发酵生产亚硝酸还原酶的方法 |
| CN101914505B (zh) * | 2010-06-24 | 2013-01-23 | 中国农业大学 | 一种发酵生产亚硝酸还原酶的方法 |
| CN102311979A (zh) * | 2010-07-07 | 2012-01-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 添加还原性糖促进生物合成1，3-丙二醇的方法 |
| CN102311979B (zh) * | 2010-07-07 | 2013-07-24 | 中国石油化工股份有限公司 | 添加还原性糖促进生物合成1,3-丙二醇的方法 |
| CN102154097A (zh) * | 2010-12-09 | 2011-08-17 | 中国科学院微生物研究所 | 自动调控氧化还原电位的装置及其应用 |
| CN103695477A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-02 | 天津大学 | 利用维生素c提高多粘类芽孢杆菌2,3-丁二醇产量的方法 |
| CN103695477B (zh) * | 2013-12-20 | 2015-10-28 | 天津大学 | 利用维生素c提高多粘类芽孢杆菌2,3-丁二醇产量的方法 |
| CN111378693A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-07-07 | 尹玉琴 | 一种微生物发酵法制备1,3-丙二醇的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1182249C (zh) | 2004-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sun et al. | Advances in bioconversion of glycerol to 1, 3-propanediol: prospects and challenges | |
| Sivagurunathan et al. | High-rate fermentative hydrogen production from beverage wastewater | |
| De Vrije et al. | Glycolytic pathway and hydrogen yield studies of the extreme thermophile Caldicellulosiruptor saccharolyticus | |
| Shen et al. | Enhanced alcohol titre and ratio in carbon monoxide-rich off-gas fermentation of Clostridium carboxidivorans through combination of trace metals optimization with variable-temperature cultivation | |
| Rymowicz et al. | High-yield production of erythritol from raw glycerol in fed-batch cultures of Yarrowia lipolytica | |
| Argun et al. | Bio-hydrogen production by different operational modes of dark and photo-fermentation: an overview | |
| CN101270368B (zh) | 有机废水梯级利用生物产氢的方法 | |
| Fu et al. | Co-fermentation of a mixture of glucose and xylose to ethanol by Zymomonas mobilis and Pachysolen tannophilus | |
| Cheng et al. | Cogeneration of hydrogen and methane from Arthrospira maxima biomass with bacteria domestication and enzymatic hydrolysis | |
| Katoh et al. | Dynamics and modeling on fermentative production of poly (β-hydroxybutyric acid) from sugars via lactate by a mixed culture of Lactobacillus delbrueckii and Alcaligenes eutrophus | |
| Ren et al. | Hydrogen production from the monomeric sugars hydrolyzed from hemicellulose by Enterobacter aerogenes | |
| Viana et al. | Fermentative H 2 production from residual glycerol: a review | |
| Sirisansaneeyakul et al. | Repeated fed‐batch production of xylitol by Candida magnoliae TISTR 5663 | |
| Whang et al. | Metabolic and energetic aspects of biohydrogen production of Clostridium tyrobutyricum: The effects of hydraulic retention time and peptone addition | |
| Kaur et al. | Simple strategy of repeated batch cultivation for enhanced production of 1, 3-propanediol using Clostridium diolis | |
| CN104561134A (zh) | 一种微生物发酵法生产1,3-丙二醇的方法 | |
| Lazaro et al. | Optimization of the yield of dark microaerobic production of hydrogen from lactate by Rhodopseudomonas palustris | |
| CN101974444A (zh) | 一种高产d-核糖且联产乙偶姻的枯草芽孢杆菌 | |
| Sun et al. | Fermentation performance and mechanism of a novel microbial consortium DUT08 for 1, 3-propandiol production from biodiesel-derived crude glycerol under non-strictly anaerobic conditions | |
| CN1182249C (zh) | 外源添加还原剂促进菌体合成1，3-丙二醇的方法 | |
| CN100467607C (zh) | 一种微生物利用甘油厌氧发酵生产1,3-丙二醇的方法 | |
| Sun et al. | Improvement of 1, 3-propanediol production from crude glycerol by co-cultivation of anaerobic and facultative microbes under non-strictly anaerobic conditions | |
| Abo-Hashesh et al. | Fermentative hydrogen production | |
| Zhang et al. | Adaptive evolution of Clostridium butyricum and scale‐up for high‐concentration 1, 3‐propanediol production | |
| CN110004202B (zh) | 一种微生物共培养催化碳水化合物合成己酸的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |