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產(chǎn)間苯三酚的海藻附生假單胞菌及人工培養(yǎng)方法與流程

文檔序號:11125873閱讀:1329來源:國知局
產(chǎn)間苯三酚的海藻附生假單胞菌及人工培養(yǎng)方法與制造工藝

本發(fā)明屬于海洋微生物資源領(lǐng)域,具體的說是由海藻分離獲得的假單胞菌(Pseudomonas thivervalensis),菌株號TBF-165,通過人工培養(yǎng)發(fā)酵,可產(chǎn)生用途廣的間苯三酚。該菌種保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC),地址為北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號,中國科學(xué)院微生物研究所,保藏日期2015年5月29日,保藏編號CGMCC No.10934,分類命名賽維瓦爾假單胞菌Pseudomonas thivervalensis。



背景技術(shù):

間苯三酚用途廣,是重要的化工和醫(yī)藥中間體,可用于化工、醫(yī)藥、材料領(lǐng)域,如染料偶合、合成橡膠、輪胎增粘、紡織品與皮革染色等;同時也是性能優(yōu)越的抗氧化劑和化學(xué)防腐劑,還可用于檢驗香草素、木質(zhì)素、糖醛、多縮戊糖等;間苯三酚還是重要的制備心血管系統(tǒng)、抗癌、抗艾滋病及肝炎藥物中間體,尤其是近幾年黃酮類藥物的興起,更是凸顯了間苯三酚的供需矛盾。

間苯三酚市場需求量大,經(jīng)濟價值較高,目前國內(nèi)外生產(chǎn)主要靠化學(xué)合成,常用的2,4,6-三硝基甲苯為原料,經(jīng)間苯三胺途徑工業(yè)化生產(chǎn)間苯三酚的方法,污染環(huán)境且存在安全隱患;苯鹵化物為原料成本高,工藝復(fù)雜,難于工業(yè)化生產(chǎn);而以1,3,5-三異丙基苯為原料的工藝路線,雖然污染小,成本較低,但氧化階段產(chǎn)物復(fù)雜,分離精制較困難。亟待探索對環(huán)境友好的生物生產(chǎn)途徑來解決該難題。

與其它生物途徑獲得間苯三酚相比,微生物具有可人工培養(yǎng)發(fā)酵,成本低,產(chǎn)物的得率和純度較高,容易工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)勢。微生物生產(chǎn)最重要的是種質(zhì)資源,因此獲得產(chǎn)品的新種質(zhì)資源是各國爭奪自主知識產(chǎn)權(quán)的目標(biāo)。

有報道推測熒光假單胞菌,產(chǎn)生2,4-二乙?;g苯三酚的同時也產(chǎn)生間苯三酚,但未見熒光假單胞菌產(chǎn)生間苯三酚的科研證實,也未見有關(guān)假單胞菌屬其它種類菌產(chǎn)生間苯三酚的報道,更沒有關(guān)于海洋生境微生物產(chǎn)生間苯三酚的科研報道。

我國是海洋大國,海洋微生物資源很豐富,而相對于開發(fā)時間較久的陸地微生物,這一生境寶貴資源的開發(fā)時間較短,發(fā)現(xiàn)有用化合物的機率相對較大,我們由渤海采集的海藻分離獲得一株假單胞菌可以產(chǎn)生間苯三酚,該菌株對環(huán)境沒有污染,菌株人 工培養(yǎng)容易,所需培養(yǎng)材料價格低廉,各地市場可隨處購買,培養(yǎng)周期短,容易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,開發(fā)前景好。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明目的是提供一株新發(fā)現(xiàn)的海洋生境假單胞菌Pseudomonas thivervalensis,該菌能通過人工培養(yǎng)方法生產(chǎn)間苯三酚。發(fā)明充分利用了海洋微生物這一新開發(fā)的天然資源,菌株經(jīng)測定生物學(xué)及化學(xué)特性穩(wěn)定,容易培養(yǎng),培養(yǎng)周期短,操作方法簡便可行,對環(huán)境沒有污染,所用原料廉價,生產(chǎn)成本低,容易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,開發(fā)前景好。

本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的,由渤海潮間帶海藻分離獲得了一株產(chǎn)間苯三酚新資源菌株,賽維瓦爾假單胞菌Pseudomonas thivervalensis菌株,菌株編號TBF-165,保藏編號為:CGMCC No.10934。

1)培養(yǎng)基配方為:蛋白胨15-20g/L,甘油7-10mL/L,K2HPO4,1.5-2.0g/L;MgSO4.7H2O 1.5-2.0g/L,NaCl 8.0-10.0g/L,pH 7.0-7.5,瓊脂16-18g;保藏編號為:CGMCC No.10934的TBF-165菌株,接入在上述培養(yǎng)基置25℃-28℃培養(yǎng)常規(guī)培養(yǎng)40-48小時,菌落表面光滑不透明,濁黃紅色,在MPDA培養(yǎng)基上菌落呈藍色,菌體桿狀,直或微彎曲,革蘭氏染色陰性,0.4-1.3μm×1.4-5.0μm,無莢膜與芽胞,極生鞭毛。生理生化特征:TBF-165菌株能在5%-10%NaCl的環(huán)境生長,明膠酶試驗、硝酸鹽還原、接觸酶試驗為陽性;淀粉水解、VP試驗、吲哚反應(yīng)為陰性,能利用檸檬酸鹽和丙酸鹽,氧化葡萄糖產(chǎn)酸,不能水解尿素;

2)用常規(guī)誘變育種與馴化方法對TBF-165菌株進行改造,采用死亡率大于90%紫外(250nm)氯化鋰(氯化鋰2.0%)復(fù)合誘變處理條件,通過生物學(xué)菌落特征對比從誘變平板中初步選取菌株,選擇的菌株經(jīng)高效液相色譜HPLC與親本菌株比較峰值確定產(chǎn)量高的菌株,選出的菌株,加入海藻粉10-12g/L,蛋白胨5-7g/L,甘油7-10mL/L;K2HPO4 1.5-2.0g/L;MgSO4.7H2O 1.5-2.0g/L,NaCl,15.0-20.0g/L,pH 7.0-7.5,25℃-28℃,馴化培養(yǎng)30小時,加入55℃水浴熱激活10分鐘,轉(zhuǎn)入相同的固體培養(yǎng)基純化為單克隆菌落,連續(xù)傳代10代,選擇生物學(xué)與化學(xué)性狀穩(wěn)定的菌株做為選育的高產(chǎn)菌株;

3)改造好的TBF-165菌株加入海藻粉10-12g/L,蛋白胨5-7g/L,甘油7-10mL/L;K2HPO4 1.5-2.0g/L;MgSO4.7H2O 1.5-2.0g/L,NaCl 15.0-20.0g/L,pH 7.0-7.5,25℃-28℃,瓊脂16-18g,培養(yǎng)40-48小時,將固體培養(yǎng)基生長好的菌體刮下,接入不加瓊脂的培養(yǎng)液,轉(zhuǎn)速150rpm,振蕩培養(yǎng)35-40小時為種子液,再將種子液接入所需體積 的上述培養(yǎng)液中(根據(jù)需要可逐級放大),25℃-28℃,150rpm,振蕩培養(yǎng)65-72小時,獲得發(fā)酵液,培養(yǎng)好的發(fā)酵液加入3倍的乙酸乙酯萃取,回收乙酸乙酯減壓濃縮,即得到間苯三酚。選育的高產(chǎn)菌株產(chǎn)量由野生菌株原來的150mg/L提高到1126mg/L,提高了800.8%,菌株生物學(xué)與化學(xué)性狀穩(wěn)定

本發(fā)明有益效果:

1從海洋微生物中發(fā)現(xiàn)一個產(chǎn)間苯三酚的新種質(zhì)資源,為我國綠色生產(chǎn)國民經(jīng)濟需求量大的間苯三酚提供一個新途徑;

2為基因控制產(chǎn)間苯三酚提供一個新基因資源。目前雖然有多種產(chǎn)間苯三酚基因報道,但海洋生境微生物生存環(huán)境特殊,此菌株具有明顯的海洋環(huán)境生長特性,其控制間苯三酚產(chǎn)生的基因也是新的基因資源;

3與已報道的產(chǎn)間苯三酚菌株相比,該菌株生長溫度低,可節(jié)省能源,能利用資源豐富廉價的海藻,生產(chǎn)成本低,操作簡單,開發(fā)前景好,容易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

附圖說明

圖1是野生菌株與高產(chǎn)菌株產(chǎn)生間苯三酚HPLC測試峰比較圖。

具體實施方式

本發(fā)明的保護范圍不僅局限于以下實施例中,本發(fā)明的具體技術(shù)步驟如下:

實施例1:TBF-165菌株的培養(yǎng)性狀及生理生化測試

以保藏編號為:CGMCC No.10934的TBF-165菌株,經(jīng)蛋白胨15-20g/L,甘油7-10mL/L;K2HPO4 1.5-2.0g/L;MgSO4.7H2O 1.5-2.0g/L,NaCl 20.0-30.0g/L,瓊脂16-18g,pH 7.0-7.5,25℃-28℃,培養(yǎng)40-48小時,前期濁白色,后轉(zhuǎn)變?yōu)闈峒t色,菌體桿狀,直或微彎曲,革蘭氏染色陰性,0.4-1.3μm×1.4-5.0μm,無莢膜與芽胞,極生鞭毛,常規(guī)生理生化測試結(jié)果如下表,結(jié)合16SrDNA測試結(jié)果,鑒定TBF-165菌株為假單胞菌屬的賽維瓦爾Pseudomonas thivervalensis種。

菌株TBF-165生理生化特征

菌株培養(yǎng)40-48小時為一代,連續(xù)在相同培養(yǎng)基傳代接種10代后,與原始菌株進行對比,各種性狀相同,證明菌株生物學(xué)性狀穩(wěn)定。

實施例2:高產(chǎn)菌株的選育

為提高產(chǎn)量,降低成本,用常規(guī)誘變育種與馴化方法對TBF-165菌株進行,采用選取死亡率90%的處理條件為誘變合適條件,常規(guī)的紫外(250nm)氯化鋰(氯化鋰2.0%)復(fù)合誘變,通過生物學(xué)菌落特征對比從誘變平板中初步選取菌株,然后發(fā)酵提取,高效液相色譜HPLC確定選擇產(chǎn)量高的菌株,選出的高產(chǎn)菌株加入海藻粉10-12g/L,蛋白胨5-7g/L,甘油7-10mL/L;K2HPO4 1.5-2.0g/L;MgSO4.7H2O 1.5-2.0g/L,NaCl 15.0-20.0g/L,pH 7.0-7.5,25℃-28℃,馴化培養(yǎng)30小時,加入55℃水浴熱激活10分鐘,轉(zhuǎn)入相同的固體培養(yǎng)基,純化培養(yǎng)為單克隆菌落,連續(xù)傳代培養(yǎng)10代,用上述方法觀察比較其生物學(xué)指標(biāo)及間苯三酚產(chǎn)量是否變化,選擇生物學(xué)與化學(xué)性狀穩(wěn)定的菌株做為選育菌株,經(jīng)選擇獲得一株高產(chǎn)菌株,產(chǎn)量由野生菌株原來的150mg/L提高到1126mg/L,提高了800.8%,(參見圖1)高產(chǎn)菌株生物學(xué)與化學(xué)性狀穩(wěn)定.

實施例3:TBF-165菌株的人工培養(yǎng)及提取

以保藏編號為:CGMCC No.TBF-165菌株在海藻粉10-12g/L,蛋白胨5-7g/L,甘油7-10mL/L;K2HPO4 1.5-2.0g/L;MgSO4.7H2O 1.5-2.0g/L,NaCl,15.0-20.0g/L,瓊脂16-18g,pH 7.0-7.5,固體培養(yǎng)基25℃-28℃培養(yǎng)45-48小時,將固體培養(yǎng)基生長好的菌體刮下,接入與上配方相同不加瓊脂的培養(yǎng)液,轉(zhuǎn)速150rpm,振蕩培養(yǎng)35-40小時為種子液,再將種子液接入所需體積的上述培養(yǎng)液中(根據(jù)需要可逐級放大),25℃-28℃,150rpm,振蕩培養(yǎng)65-72小時,獲得發(fā)酵液。培養(yǎng)好的發(fā)酵液用常規(guī)方法加入3倍體積的乙酸乙酯萃取,回收乙酸乙酯減壓濃縮,即得到間苯三酚。

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