[发明专利]一株高效利用非葡萄糖碳源的氧化葡糖杆菌适应性进化方法及其应用

说明书

本发明公开了一株高效利用非葡萄糖碳源的氧化葡糖杆菌适应性进化方法及其应用，属于生物技术和微生物技术领域。具体步骤为首先在包含抑制物木质纤维素水解液中培养氧化葡糖杆菌，而后转入无抑制物水解液中继续培养，依此交替转接直至菌株发酵性能达到稳定。驯化得到新菌株具有显著提高的非葡萄糖碳源利用效率，该菌株命名为氧化葡糖杆菌RM7,其保藏编号为CGMCC No.14801。本发明简单高效，对于在包含抑制物木质纤维素体系的菌种选育具有重要借鉴意义。

【技术领域】

本发明涉及生物技术和微生物技术领域，一株高效利用非葡萄糖碳源的氧化葡糖杆菌适应性进化方法及其应用。

【背景技术】

木质纤维素原料有纤维素，半纤维素和木质素构成。其中纤维素可通过纤维素酶水解为葡萄糖，半纤维素可通过酸预处理或者半纤维素酶作用下降解为木糖，甘露糖和半乳糖等。而半纤维素来源糖类占据总糖的40％左右。通常的菌株只能利用葡萄糖因而造成大量其他可发酵糖类的损失，这些未被利用糖类也增加了过程废水中COD的含量，导致了更加严峻的污水处理负荷。

氧化葡糖杆菌具有独特的氧化还原能力可以把各种糖类转化为相应的糖酸。其膜结合的脱氢酶不仅可以转化葡萄糖到葡萄糖酸，也可转化木糖到木糖酸，阿拉伯糖到阿拉伯糖酸等。而这些糖酸均具有良好的水泥缓凝效果，因此混合糖酸发酵产品可作为水泥缓凝剂使用。但由于葡萄糖效应的影响，氧化葡糖杆菌对非葡萄糖碳源的利用效率较低，这极大影响了总的糖酸生产效率。

本发明采用交替转接适应性进化的方法，经过长期适应性进化显著提高了氧化葡糖杆菌对于非葡萄糖类碳源的利用。这不仅提高了整体发酵转化效率，也降低了废水处理压力，为工业化经济性利用木质纤维素原料提供了必要的基础。

【发明内容】

本发明的目的在于获得一株高效利用非葡萄糖碳源的氧化葡糖杆菌菌株。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一株高效利用非葡萄糖碳源的氧化葡糖杆菌适应性进化方法及其应用，其具体步骤为：

(1)在无菌条件下将氧化葡糖杆菌母本菌株接种到脱毒玉米秸秆水解液中，于30℃和220rpm条件下培养24h，其发酵pH由事前添加于水解液中一定量的CaCO₃维持；

(2)而后以10％接种量接入未脱毒玉米秸秆水解液中在相同条件下培养24h，之后交替在脱毒和未脱毒水解液中进行转接，直到菌株发酵性能获得明显提高并保持稳定。

本发明人利用脱毒和未脱毒水解液进行交替转接传代的方式实现了氧化葡糖杆菌对非葡萄糖类碳源的高效利用，这种对来源于木质纤维素体系全部糖源的高效完全利用提高了木质纤维素原料的转化效率，同时也有效降低废水中COD的含量，降低废水处理压力。

【附图说明】

图1适应性进化过程曲线；

图2驯化菌株和原始菌株在合成培养基中对单一氮源利用的比较；

图3驯化菌株和原始菌株在木质纤维素水解液中对葡萄糖和木糖的利用；

图4驯化菌株和原始菌株在木质纤维素水解液中对甘露糖，阿拉伯糖和半乳糖的利用。

【具体实施方式】

以下提供本发明一株高效利用非葡萄糖碳源的氧化葡糖杆菌适应性进化方法及其应用的具体实施方式。

实施例1菌株筛选