[发明专利]一种枯草芽孢杆菌及表面活性素的生产方法

说明书

本申请提供了一种枯草芽孢杆菌及表面活性素的生产方法，包括：利用枯草芽孢杆菌来生产表面活性素，其中，在生产表面活性素的过程中使用的发酵培养基中包括脂肪醇或其衍生物，并且通过调节发酵中后期pH值至弱酸性，使部分表面活性素形成絮状物，解除产物抑制，进而促进表面活性素合成，该方法可以有效提高表面活性素产量。

技术领域

本发明涉及生物发酵工程技术领域，涉及一种枯草芽孢杆菌及表面活性素的生产方法。

背景技术

表面活性素(surfactin)是一类由微生物代谢产生的脂肽类生物表面活性剂，在化妆品、食品、制药、生物采油、环境修复等领域都具有广阔的应用前景。

surfactin由亲水的肽链和亲油的脂肪烃链两部分组成，其中，肽链部分为由7个α氨基酸(由Leu、Glu、Asp和Val 4种、共7个氨基酸组成)按照LLDLLDL手性顺序组成的七肽，脂肪烃链部分为β-羟基脂肪酸长链(C12–C17)，肽链和脂肪烃链通过内酯键相结合。

目前表面活性素主要采用发酵的方式生产，但是发酵过程中发酵产量较低，主要原因是表面活性素合成能力低和发酵过程中表面活性素合成量受限，前者主要受菌种特性影响，后者则更多的受到发酵生产工艺的限制，如发酵过程中碳氮源种类是否充足合适、发酵过程能否有效解除产物抑制(表面活性素有较好的抑菌性，能结合并破坏细胞膜，影响菌体生长及产物合成)等；另外表面活性素生产中还存在发酵过程泡沫多而难以控制；分离纯化单元操作多且成本较高等问题，这些问题是表面活性素商业化的主要障碍。

已有研究尝试通过产表面活性素基因工程菌构建、发酵设备重构、优化发酵方式等方式提高表面活性素的产量，其理论依据即为改良菌种，提高表面活性素的合成能力和促进表面活性素合成并降低表面活性素积累造成的产物抑制。

专利文献1公开了一种生物表面活性素的生产方法，以解淀粉芽孢杆菌为发酵菌株，经发酵碳源(黄豆粉、麦芽糖浆等)优化后，表面活性素产量达到14.23g/L；专利文献2通过补充表面活性素的非组成氨基酸提高了表面活性素产量(由1.61g/L提升至2.04g/L)；另有研究表明发酵过程中补充表面活性素的组成氨基酸能明显提高表面活性素产量；专利文献3公开了一种提高生物表面活性素产率的工业发酵罐，通过罐体上部溢流分离泡沫来解决发酵过程中存在的产物抑制及泡沫过多两大问题，但设备较为复杂，且溢流分离泡沫会造成发酵液体积减少，影响表面活性素的总产量。

现有技术文献

专利文献1CN 105695543 A公开文本

专利文献2CN110669811A公开文本

专利文献3CN112608831A公开文本

发明内容

现有技术中，尚未发现有通过补充发酵过程中脂肪醇及其衍生物(如脂肪酸、脂肪醛等)促进表面活性素合成的研究；现有技术中目前尚未发现利用表面活性素本身特性(酸性条件下絮凝析出，中性及碱性条件下溶解)，通过调节发酵过程中pH值，促使表面活性素析出，降低发酵液中表面活性素含量进而解除部分产物抑制，促进表面活性素合成的文献研究。

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种通过优化补充发酵培养基中碳源，如脂肪醇及其衍生物(如脂肪酸、脂肪醛等)，来提高表面活性素的产量的方法，同时提供一种通过调节发酵中后期pH值，促使部分表面活性素形成絮状物，解除产物抑制，进而促进表面活性素合成，提高表面活性素产量的方法。通过以上发酵生产工艺优化，有效提高了表面活性素产量，降低表面活性素生产的经济成本，有利于促进商业化生产，加快其商品化进程。

本发明技术方案如下：

1、一种枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，其保藏编号为CGMCC 24027。

2、根据项1所述的枯草芽孢杆菌，其16S rDNA基因序列如SEQ ID NO：1所示。