[发明专利]一株生产微生物絮凝剂的芽孢杆菌及其在微藻采收中的应用

说明书

技术领域

本发明属于微生物生物技术领域，特别涉及一株生产微生物絮凝剂的土壤芽孢杆菌及其在微藻采收中的应用。 

背景技术

微藻主要指体积微小的单细胞藻类，包括蓝藻、小球藻、螺旋藻等，广泛分布在淡水和海洋等不同水域，由于其细胞可合成蛋白质、脂类、多糖、色素等多种营养成分及可作为医药和化工原料的物质，在保健品、饲料、医药、化妆品、以及可再生能源生产等领域具有广泛的应用，因此引起了人们的广泛关注。微藻可固定CO₂进行光合作用，降低温室效应；此外，微藻可以在多种环境污水里生长，还可以利用烟道气等废气，利用微藻生产生物能源，包括生物柴油、生物乙醇及甲烷等，不仅可以补充能源供给、保障国家能源安全，还可以实现二氧化碳减排以及环境的治理，因此成为国内外研究的热点。 

微藻的特征是细胞个体小，约为5到50μm，并且光合自养培养的细胞密度很低，约为湿重15到108g/L，含水量很大，其大规模培养和生产的难点在于采收成本过高。目前微藻的采收方法主要有过滤法、气浮法、离心以及絮凝等方法。由于微藻细胞较小，过滤法不适用大规模微藻收集；气浮法虽然能达到较好的藻体与培养液分离的效果，但是耗能很高、成本较高。基于藻密度不同于培养液而采用的离心法是常用的方法，但大型离心机的设备投资和能耗都比较高。化学物质的添加可以达到较好的絮凝收集微藻的效果，而且有些已经工业化，特别是水处理方面，但是在微藻收集方面，大量添加的金属离子对环境造成二次污染，也影响产品的进一步加工和安全性。因此，开发微藻的低成本采收方法是进行微藻生物炼制和大规模工业化生产微藻能源的重要保证。 

微生物絮凝剂是由微生物产生的具有絮凝活性的代谢产物，与传统的无机絮凝剂和人工合成有机高分子絮凝剂相比，微生物絮凝剂具有环境友好，成本低，可生物降解等优点，利用微生物絮凝剂进行微藻的采收是有应用前途的微藻收集方法。但目前相关研究多集中在利用微生物絮凝剂进行环境污水的处理，鲜有用于微藻采收的报道。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种微生物絮凝剂产生菌株W3，其生产的微生物絮凝剂以及微生物絮凝剂在微藻采收中的应用。 

本发明涉及一株生产微生物絮凝剂的土壤芽孢杆菌（W3）菌株，分类命名为土壤芽孢杆菌 Solibacillus silvestris，所述菌株的登记入册编号为CGMCC No. 5566，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏单位地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期为2011年12月9日。 

该菌株筛选自大连付家庄污水处理厂活性污泥样品，有较好的耐碱性，可在培养微藻的废水里生长。在含有酵母粉10g/L，KH2PO4 1g/L，MgSO4·7H2O1g/L，pH7.0的培养基中，37℃，200rpm条件振荡培养3天，所生产的微生物絮凝剂具有较高的微藻收集效率，海水小球藻藻细胞回收率达90％以上，而且受温度和pH的影响不大；絮凝物质稳定性好，在65℃处理半小时后仍然保持很高的絮凝能力。 

该菌株属于厚壁菌门，芽孢杆菌目，土壤芽孢杆菌属。菌落在LB固体培养基上37℃生长培养，开始为淡乳白色，在培养两天后为浅黄色，菌落为圆形，直径2mm左右，生长速度快。该菌株W3在pH9.0的碱性条件下，菌株依然生长良好；在培养过海水小球藻以及淡水栅藻的培养液中仍能正常生长。菌株W3在发酵培养两天后所产生的微生物絮凝剂对微藻细胞的絮凝能力达到90％以上。 

本发明的有益效果是：这种菌株W3所产生的微生物絮凝剂同时具有较好的pH稳定性和热稳定性，微生物絮凝剂在pH6-11的范围内对微藻维持80％以上的絮凝能力，在温度20℃-30℃内变化不大；同时，在65℃处理30min，该微生物絮凝剂对藻细胞的回收能力达90％以上，在121℃处理20min后，其对藻细胞的回收能力维持在50％以上。该微生物絮凝剂在无金属离子添加的条件下依然能保持很高的藻细胞回收能力，避免了在微生物絮凝剂应用过程中金属离子的添加，并可降低成本，是环境友好型、经济型的微藻采收絮凝剂。 

附图说明

图1是不同营养成分对W3生长的影响。 

图中：1、2％葡萄糖，2、1％葡萄糖，3、0％葡萄糖，4、未添加KH₂PO₄，5、未添加MgSO₄·7H₂O，6、以海水小球藻培养废液替代去离子水，7、以淡水栅藻培养废液代替去离子水。 

图2是W3菌株在不同起始pH条件下的生长。