[发明专利]一种微波诱变选育高产粘乳酸杆菌突变菌株的方法

说明书

技术领域

    本发明涉及利用微波诱变手段，筛选高产粘乳酸杆菌突变菌株的方法，属于乳酸菌种的新诱变选育技术。

背景技术

发酵乳制品消费市场巨大，但经常出现质地稀薄、粘度偏低、口感和风味欠佳、持水力较低诸多质构问题，严重的影响酸奶的品质及销售，为了克服以上问题，生产者多采用添加增稠剂、稳定剂的方式来稳定发酵乳制品品质，然而，欧洲多国早已明确禁止在发酵乳品中使用动物或化学改性的植物性添加剂，因此，必须努力寻找可以完全或者部分替代的天然、安全的物质，以赋予发酵乳品良好的质地和感官。

发酵剂是影响发酵乳品品质最重要的因素。产粘菌株能够使发酵乳制品在发酵过程中呈现粘性。粘性菌株对产品质构特性的影响主要反应在持水力、胶体脱水收缩作用敏感性、硬度、内聚性、黏度等指标上。李全阳等在研究中指出，使用粘性菌株发酵酸奶相对于非产粘菌株具有更高的表观粘度以及更好的触变性。Guzel-Seydim等研究发现使用产粘菌株发酵的凝固型酸奶的各项质构指标明显较高尤其是显著减少了乳清析出。产粘菌株能够很好的改善发酵乳制品的品质，一定程度上可减少了增稠剂的使用，具有很好的使用前景。

国外学者已经先后从各地传统的发酵制品中分离出了多种产粘乳酸菌并用于改善发酵乳制品的质地研究，同时为了更好地提高产粘菌株产粘能力，进一步对筛选出的菌株开展多种手段诱变选育工作。

目前，关于产粘菌株诱变方法已有一定的探索研究报道，采用紫外诱变、化学诱变、N⁺、激光方式，或者多种方法复合诱变，提高菌株产粘能力，但效果不一，王明兹等人倍频Nd∶YAG激光对紫球藻胞产粘性（外多糖产量）的影响增幅达50～150%；刘齐等人通过化学诱变的方法选取具有高产粘性（产胞外多糖）性能的嗜酸乳杆菌，其产量能够达到6.458g/L，遗传稳定性发现胞外多糖产量降幅在10%以内；邓百万等人对美味牛肝菌高产粘性（胞外多糖）高产菌株原生质体进行诱变选育，胞外多糖产量比原始菌株高30.40%；万红贵等人采用氮离子束注入高产粘性（胞外多糖）产生菌进行诱变处理，获得具有良好稳定性的突变株，其多糖产量达到 3.29 g/L，较出发菌株提高19.20%，且发酵周期缩短了6h。

诱变育种是大多数工业微生物育种重要且有效的技术，但是基因工程育种较为复杂，目前还难以像诱变育种那样得到普遍应用；化学诱变应用较多，这些诱变剂对细胞都具有强烈的毒性，因其对人体的致畸致癌作用，实际应用中受到一定的限制；物理诱变国内外应用较广泛的是紫外线、x 射线和 γ 射线。随着这些诱变剂的反复使用，很多工业生产菌株对其产生了耐受性，因此，许多学者尝试应用一些新型物理诱变方法，如离子注入、激光、微波等。

微波诱变是一种物理诱变方法，能产生交变电场的电磁波，其交变电场能引起微生物细胞内水、蛋白质、核苷酸、脂肪和碳水化合物等极性分子转动，尤其是水分子在2450MHz微波作用下，能在1s内180度，来回转动24.5*10⁸次，从而引起分子间强烈的摩擦，使得菌体细胞内DNA分子氢键和碱基堆集力受损，最终引起DNA分子结构发生变化，导致遗传变异。微波辐照诱变微生物菌种技术，有着传统诱变方法不具备的优势，具有清洁、高效、设备简单、方法易行、正突变率高、突变菌株性状稳定等优点，克服了紫外诱变易产生光修复现象的缺点。

1976 年至 1978 年期间，Sasaki 等在东京大学同步发射的装置上进行了噬菌体、病毒孢子和酵母菌的突变效应研究，此后，不断有关于微波诱变微生物的报道，包括：曲霉、沙门氏菌和酵母等。董新姣等人，利用微波诱变方法将染料脱色菌无花果曲霉对染料的脱色率提高11%。陈力力等人，用微波对井岗霉素生产菌株进行诱变处理，获得平均效价比出发菌株高出 21.7%的菌株，李永泉通过微波辐照，对黑曲霉木聚糖酶生产菌进行诱变处理，选育到产量较高的生产菌，发酵单位从 15000U/mL 提高到 21500U/mL，数次传代遗传性状稳定。梁海秋等人，经过微波育种，挑取 20 个衣康酸菌单菌落，得两株高产菌株，产酸分别为 6.85%和 6.87%，并取得了正突变率高的结果。张久明等人，在国家“十五”和 863 项目研究中，利用微波辐照技术对具强抑菌活性的海洋微生物紫外突变株 B1 进行诱变，结果 60s 微波辐照为最适诱变剂量，获得1株高活性橙色菌株，其最小抑菌浓度(MIC)由亲代的125μl/mL，降低至突变株的 32μl/mL，抑菌活性提高了近 4 倍，并经传代实验证实其抑菌活性稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微波诱变选育高产粘乳酸杆菌突变菌株的方法。