br>[0028] 實施例1 本實施例說明將產琥1自酸放線桿菌即113(4〇1：；[11(^30；[11118 81100；[110861168即113)菌 株進行厭氧電化學發酵的方法及其應用。 產琥?自酸放線桿菌NJ113(Actinobacillus succinogenes NJ113)厭氧電化學發酵方 法如下： 將凍存管中的產琥泊酸放線桿菌即113(401：；[11(^30；[11118 81100；[110861168即113)作為 出發菌株，按上述所述方法獲得種子液后接種于含有發酵培養基的電化學反應器中裝置 中，同時添加 ImM中性紅。向反應器內持續通入無菌二氧化碳以維持厭氧環境。發酵過程中 定時無菌取樣，檢測培養裝置中菌體的密度;將樣品離心后保留上清，通過高效液相色譜檢 測有機酸含量。
[0029]所述發酵培養基組成為:甘油10 g/L，玉米漿干粉7.5 g/L，酵母粉10 g/L，乙酸鈉 1.36 g/L，NaCl 1 g/L，CaCl2 0.2 g/L，MgCl2 0.2 g/L，NaH2P〇4 1.6 g/L，Na2HP 〇4 0.3 g/L, K2HPO4 3 g/L，中性紅 1.0 mM。
[0030]作為對照，將上述所述方法獲得種子液后接種于含有復合發酵培養基的恒化器 (500 mL，不含任何外源添加的電子載體）中進行厭氧發酵并定期取樣，測定體系中甘油及 有機酸濃度。
[0031 ]檢測的有機酸濃度和電量如表1所示： 表1厭氧發酵48h后有機酸及最大電壓值
實施例2 本實施例說明將產琥珀酸放線桿菌NJ113菌株進行厭氧電化學發酵的方法及其應用。 產琥珀酸放線桿菌NJ113厭氧電化學發酵方法如下： 將凍存管中的產琥珀酸放線桿菌NJ113作為出發菌株，按上述所述方法獲得種子液后 接種于含有發酵培養基的電化學反應器中裝置中，同時添加0.5 mM甲基紫精。向反應器內 持續通入無菌二氧化碳以維持厭氧環境。發酵過程中定時無菌取樣，檢測培養裝置中菌體 的密度;將樣品離心后保留上清，通過高效液相色譜檢測有機酸含量。
[0032]所述發酵培養基組成為:甘油10 g/L，玉米漿干粉7.5 g/L，酵母粉10 g/L，乙酸鈉 1.36 g/L,NaCl 1 g/L,CaCl2 0.2 g/L,MgCl2 0.2 g/L, NaH2P04 1.6 g/L, Na2HP04 0.3 g/L，K2HPO4 3 g/L，甲基紫精0.5 mM。
[0033]檢測的有機酸濃度和電量如表2所示： 表2厭氧發酵48h后有機酸及最大電壓值
實施例3 本實施例說明將產琥珀酸放線桿菌NJ113菌株進行厭氧電化學發酵的方法及其應用。 產琥珀酸放線桿菌NJ113厭氧電化學發酵方法如下： 將凍存管中的產琥珀酸放線桿菌NJ113作為出發菌株，按上述所述方法獲得種子液后 接種于含有發酵培養基的電化學反應器中裝置中，同時添加0.5 mM硫堇。向反應器內持續 通入無菌二氧化碳以維持厭氧環境。發酵過程中定時無菌取樣，檢測培養裝置中菌體的密 度;將樣品離心后保留上清，通過高效液相色譜檢測有機酸含量。
[0034]所述發酵培養基組成為:甘油10 g/L，玉米漿干粉7.5 g/L，酵母粉10 g/L，乙酸鈉 1.36 g/L,NaCl 1 g/L,CaCl2 0.2 g/L,MgCl2 0.2 g/L, NaH2P04 1.6 g/L, Na2HP04 0.3 g/L，K2HPO4 3 g/L，硫堇0.5 mM。
[0035]檢測的有機酸濃度和電量如表3所示： 表3厭氧發酵48h后有機酸及最大電壓值
實施例4 本實施例說明將產琥珀酸放線桿菌NJ113菌株進行厭氧電化學發酵的方法及其應用。 產琥珀酸放線桿菌NJ113厭氧電化學發酵方法如下： 將凍存管中的產琥珀酸放線桿菌NJ113作為出發菌株，按上述所述方法獲得種子液后 接種于含有發酵培養基的電化學反應器中裝置中，同時添加1 mM核黃素。向反應器內持續 通入無菌二氧化碳以維持厭氧環境。發酵過程中定時無菌取樣，檢測培養裝置中菌體的密 度;將樣品離心后保留上清，通過高效液相色譜檢測有機酸含量。
[0036]所述發酵培養基組成為:甘油10 g/L，玉米漿干粉7.5 g/L，酵母粉10 g/L，乙酸鈉 1.36 g/L，NaCl 1 g/L，CaCl2 0.2 g/L，MgCl2 0.2 g/L, NaH2P〇4 1.6 g/L, Na2HP〇4 0.3 g/L，K2HP〇4 3 g/L，核黃素1.0 mM。
[0037]檢測的有機酸濃度和電量如表4所示： 表4厭氧發酵48h后有機酸及最大電壓值
實施例5 本實施例說明將產琥1自酸放線桿菌即113(4〇1：；[11(^30；[11118 81100；[110861168即113)菌 株進行厭氧電化學發酵的方法及其應用。 產琥?自酸放線桿菌NJ113(Actinobacillus succinogenes NJ113)厭氧電化學發酵方 法如下： 將凍存管中的產琥泊酸放線桿菌即113(401：；[11(^30；[11118 81100；[110861168即113)作為 出發菌株，按上述所述方法獲得種子液后接種于含有發酵培養基的電化學反應器中裝置 中，同時添加 ImM中性紅。向反應器內持續通入無菌二氧化碳以維持厭氧環境。發酵過程中 定時無菌取樣，檢測培養裝置中菌體的密度;將樣品離心后保留上清，通過高效液相色譜檢 測有機酸含量。
[0038]所述發酵培養基組成為:甘油40 g/L，玉米漿干粉7.5 g/L，酵母粉10 g/L，乙酸鈉 1.36 g/L，NaCl 1 g/L，CaCl2 0.2 g/L，MgCl2 0.2 g/L, NaH2P〇4 1.6 g/L, Na2HP〇4 0.3 g/L, K2HPO4 3 g/L，中性紅 1.0 mM。
[0039] 檢測的有機酸濃度和電量如表5所示： 表5厭氧發酵48h后有機酸及最大電壓值_
實施例6 本實施例說明將產琥珀酸放線桿菌NJ113菌株進行厭氧電化學發酵的方法及其應用。 產琥珀酸放線桿菌NJ113厭氧電化學發酵方法如下： 將凍存管中的產琥珀酸放線桿菌NJ113作為出發菌株，按上述所述方法獲得種子液后 接種于含有發酵培養基的電化學反應器中裝置中，向反應器內持續通入無菌二氧化碳以維 持厭氧環境。發酵過程中定時無菌取樣，檢測培養裝置中菌體的密度;將樣品離心后保留上 清，通過高效液相色譜檢測有機酸含量。
[0040] 甘油 10 g/L，生物素0.01 g/L，煙酸0.025 g/L，蛋氨酸0.11 g/L，CH3⑶ONa 1.36 g/L，NaCl 1 g/L，MgCl2 0.2 g/L, CaCl2 0.2 g/L，Na2HP〇4 0.31 g/L，NaH2P04 1.6 g/L，K2HP〇4 3 g/L，NH4HC03 1.57 g/L。根據不同情況，添加中性紅，甲基紫精，硫堇 和核黃素作為電子載體，濃度分別為1. 〇，〇. 5，0.5，1.0 mM。
[0041 ]檢測的有機酸濃度和電量如表6所示： 表6厭氧發酵48h后有機酸及最大電壓值
【主權項】
1. 一種通過電化學系統強化微生物菌體利用甘油的方法，包括菌種活化、種子培養、厭 氧發酵，其特征在于，所述厭氧發酵采用電化學發酵，在發酵培養基中添加電子載體，所述 電子載體的濃度為0.1-1.0 mmol/L。2. 根據權利要求1所述的通過電化學系統強化微生物菌體利用甘油的方法，其特征在 于，所述電子載體為具有氧化還原對特性的化合物。3. 根據權利要求1所述的通過電化學系統強化微生物菌體利用甘油的方法，其特征在 于，所述電化學發酵中，陽極電解液為磷酸鹽緩沖液或者鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液，所述 陽極電解液的口!1為6-7，濃度為0.1-1.0 111〇1/1〇4. 根據權利要求1所述的通過電化學系統強化微生物菌體利用甘油的方法，其特征在 于，所述微生物菌體為產琥珀酸放線桿菌NJ113。5. 根據權利要求1所述的通過電化學系統強化微生物菌體利用甘油的方法，其特征在 于，所述發酵培養基為：玉米漿干粉5-10g/L，酵母粉5-15 g/L，乙酸鈉1.0-2.0 g/L，NaCl 0.5-2.0 g/L，CaCl2 0·卜0.5 g/L，MgCl2 0.1-0.5 g/L， NaH2P〇4 1.0-2.0 g/L， Na2HP〇4 0.1-0.5 g/L，K2HP〇4 1.0-5.0 g/L，碳源甘油，甘油濃度為 10~40 g/L。6. 根據權利要求1所述的通過電化學系統強化微生物菌體利用甘油的方法，其特征在 于，所述發酵培養基為:CH3C00Na 1.0-2 ·0 g/L，NaCl 0.5-2 ·0 g/L，MgCl2 0.1-1 ·0 g/L， CaCl2 0·卜1.0 g/L，Na2HP〇4 0·卜1.0 g/L，NaH2P〇4 1.0-3.0 g/L，K2HPO4 1.0-5.0 g/ L，NH4HC03 1.0-2.0 g/L，甘油 10~40 g/L，生物素0.01 g/L，煙酸0.025 g/L，蛋氨酸0.11 g/L〇7. 根據權利要求2所述的通過電化學系統強化微生物菌體利用甘油的方法，其特征在 于，所述電子載體為中性紅或核黃素，濃度為〇. 1-1 .〇 mm〇l/L。8. 根據權利要求2所述的通過電化學系統強化微生物菌體利用甘油的方法，其特征在 于，所述電子載體為甲基紫精或硫堇時，濃度為〇. 1-0.5 mmol/L。9. 根據權利要求3所述的通過電化學系統強化微生物菌體利用甘油的方法，其特征在 于，所述磷酸鹽緩沖液中添加氯化鈉以增加電解液的導電率，氯化鈉濃度為〇. 1-1. 〇 mo 1/ L〇10. 權利要求1至9中任意一種通過電化學系統強化微生物菌體利用甘油的方法在微生 物利用甘油發酵生產還原型有機酸或者累積電能中的應用。
【專利摘要】本發明公開了一種通過電化學系統強化微生物菌體利用甘油的方法及其應用，包括菌種活化、種子培養和厭氧發酵步驟，所述厭氧發酵采用電化學發酵，在發酵培養基中添加電子載體，所述電子載體的濃度為0.1-1.0？mmol/L。所述電化學發酵中，陽極電解液為磷酸鹽緩沖液或者鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液，所述陽極電解液的pH為6-7，濃度為0.1-1.0？mol/L。本發明將生物電化學系統(燃料電池系統)引入微生物發酵體系中，用于平衡及調控胞內輔酶平衡，包括降低胞內還原力水平，平衡還原型底物甘油的消耗及細胞的生長，在此基礎之上獲得生物電能并增加還原型產物的合成。
【IPC分類】C12R1/01, C12P7/40
【公開號】CN105647981
【申請號】
【發明人】姜岷, 冀亞亮, 馬江鋒, 陳美麗, 高有軍
【申請人】南京工業大學, 常茂生物化學工程股份有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月29日