[发明专利]一株高产多糖的菌株及利用该菌株发酵生产多糖的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一株胶质芽孢杆菌，又名硅酸盐细菌（Bacillus mucilaginosus）SM-01的菌种及利用该菌发酵生产多糖的方法。

背景技术

胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)，是一种能够强烈分解硅酸盐矿物和磷灰石的细菌，又被称为硅酸盐细菌或钾细菌。其在分类学上属于细菌域、厚壁菌门、芽孢杆菌科、芽孢杆菌属。硅酸盐细菌在工业、农业、化工等众多领域都有广泛的应用 。

多糖是一类广泛存在于自然界的生物体产生的独特的生物大分子。它具有各种各样特殊的且在大多数情况下相当复杂的化学结构，不同的生理功能和广泛的（潜在的）应用价值。近些年来微生物多糖作为一种新型发酵产品，具有独特的物化性质，已作为乳化剂、增稠剂、稳定剂、胶凝剂、悬浮剂和润滑剂等应用于石油、化工、食品、制药、环保和化妆品等多个领域。胶质芽孢杆菌在生长过程中能产生丰富的荚膜多糖， 此多糖是一种酸性多糖分为中性部分和酸性部分，中性部分多糖的单糖组分主要为葡萄糖，半乳糖，甘露糖，酸性部分为葡萄糖醛酸。有报道该多糖已被用于陶瓷工业中的添加剂，改善陶瓦、瓷器、餐具和砖的弯曲强度、机械强度并降低能耗；该多糖还具有良好的絮凝效果已被用于絮凝剂，且絮凝对象较广，用于处理活性污泥，处理污水，净化水质。由于多糖同透明质酸、黄原胶、热凝胶、结冷胶、威兰胶一样在一定的浓度范围内表现出很好的流变学特性，非牛顿流体具有假塑流变性其保湿性和成膜性在化妆品方面也具有广泛的应用前景。

目前已报道的多糖产生菌生产多糖时，培养基成分营养丰富，通常会造成产物得率不高，副产物多，产品后续分离纯化过程复杂等问题，并且多糖生产大多停留在实验室水平。因此筛选得到一株营养要求低、多糖产量高又适合工业化规模生产多糖的菌株具有十分重要的意义。

本发明的目的在于提供并鉴定一株高产多糖的胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）SM-01，以及利用该菌株发酵产生多糖的方法。该菌株发酵生产多糖的营养要求较低，并且在实验室条件下该菌株产多糖得率可高达60%，实践证明该菌株还比较适合中试发酵生产，分离提纯过程简单，更符合工业化生产低投入高产出的要求。

发明内容

本发明的发明人从土壤样品中分离筛选获得一株胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）SM-01，该菌于2012年2月16日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.5766。

对于胶质芽孢杆菌的菌种鉴定，其步骤如下：

（1）形态特征的观察：将菌株SM-01接种于无氮固体平板培养基上，30℃下培养48h后观察菌落形态；挑取单菌落，进行革兰氏染色，用光学显微镜观察菌体形态、大小。

（2）分子生物学鉴定：提取菌株SM-01的基因组DNA、16S rDNA的PCR扩增、PCR产物的回收纯化与测序（序列测定工作由上海生工生物工程有限公司完成）。将测得的序列在NCBI中利用Blast软件进行比对，选取同源性较高的序列用DNAMAN软件编辑后，利用软件CLUSTAL X ver. 1.81和MEGA ver. 3.1，基于菌株的16S rDNA序列以neighbor-joining法构建系统发育树。

应用上述微生物发酵生产的方法，其步骤如下：

（1）采用保藏号为CGMCC No.5766的胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）SM-01为生产菌株，按照常规方法进行活化培养得到种子液，将该种子液涂布到无氮固体培养基上；

（2）制备SM-01菌株的细胞液体培养物：挑取步骤（1）中固体培养基上的SM-01菌株一环，接种于已灭菌的装有40-80 mL种子培养基的500 mL锥形瓶中，培养温度为28-32℃，置摇床上以150-200 r/min的转速培养20-32 h至对数生长期，即得到SM-01菌株的细胞液体培养物；

（3）发酵培养：将步骤（2）中制备好的细胞液体培养物以4-8%（w/w）的接种量接入发酵培养基，装液量为500 mL锥形瓶中装40-80 mL发酵培养基，培养温度为28-32℃，在150-200 r/min的转速下培养60-84 h，得多糖发酵液。