丙酮酸是最重要的有机酸之一,在制药、食品、化工、农用化学品等领域以及科学研究中有广泛用途。丙酮酸的工业生产方法主要有化学合成的酒石酸合成法和乳酸氧化法。这些工艺能耗高、污染重、成本高,已面临淘汰。丙酮酸生物制造具有污染少、产品质量高等优点,极具发展前景。经国内外多年研究开发已获得了一系列丙酮酸产量超过50克/升的菌株,使得丙酮酸生物制造的工业化成为可能。丙酮酸发酵生产将具有污染少、产品质量高等优点,极具发展前景。但是高效、经济性地实现丙酮酸的生物制造,仍然有一系列的关键技术,其中高性能生产菌株的选育改造是实现丙酮酸生物制造的核心。
最近天津工生所王钦宏研究员领导的进化与代谢工程课题组通过适应进化选育到株能够耐受高温、生产丙酮酸的酵母菌-光滑球拟酵母菌(Torulopsisglabrata)TIB-G90。该酵母菌可实现40°C的丙酮酸发酵生产,40°C的高温发酵比常规的30°C发酵可以减少使用冷却水达5倍之多,大幅度减低能耗。在5L发酵罐中40°C发酵葡萄糖(原料)36小时后,发酵液中的丙酮酸浓度可达82克/升左右。100L罐规模的中试发酵获得80克/升以上的产丙酮酸水平。
目前相关研究已经申请中国发明专利(一株生产丙酮酸的耐高温酵母菌及其应用 201110432933.4)。项目研究得到了国家973“合成细胞工厂”项目及中国科学院知识创新工程重大项目“纤维素乙醇高温发酵与生物炼制”的资助。