[发明专利]一株球形节杆菌菌株及其在发酵生产ε-聚赖氨酸中的应用

说明书

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种产ε-聚赖氨酸的球形节杆菌Arthrobacter globigormis QC18，本发明还涉及该菌株在发酵生产ε-聚赖氨酸中的应用。

背景技术

ε-聚赖氨酸(ε-PL)是一种抗菌谱广、抗菌性强、安全无毒的新型天然防腐剂、具有抗革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌和病毒活性以及热稳定性高，水溶性好，可生物讲解，食用安全等性能，具有优良防腐性能。目前市场上使用的防腐剂种类很多，主要是人工合成防腐剂，而且这些防腐剂受pH的影响很大，只有在酸性条件下才有效，如山梨酸及其钾盐、苯甲酸及其钠盐，这些化学防腐剂，对人体有一定的毒副作用。此外，在基因治疗、微囊药物的制备、高分子材料等领域中，ε-聚赖氨酸亦有着广泛的用途。中国专利200710067250.7公开了一株白色链霉菌产ε-聚赖氨酸；中国专利200710057098.4公开了一株白色链霉菌产ε-聚赖氨酸；中国专利200510037774.2公开了一株北地孢菌。ε-聚赖氨酸已于2003年10月被FDA批准为安全食品保鲜剂；1977年，Shima和Sakai从土壤中分离出可以产生ε-聚赖氨酸的Streptomyces albulus 346。迄今为止，ε-聚赖氨酸的研究在国外特别是在日本已实现工业化，但是此技术在我国还处于实验室阶段，而且制约其发展的主要因素是缺乏性状稳定高产ε-聚赖氨酸的菌株。

发明内容

本发明的技术目的是提供一株具有较高的产ε-聚赖氨酸能力、较好的热稳定性、底物耐受性的微生物新菌株，并提供该菌株在发酵生产ε-聚赖氨酸中的应用。

为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：

一、本发明从土壤中筛选分离得到一株球形节杆菌菌株，分类命名为Arthrobacterglobiformis QC18，保藏日期为2009年1月8日，保藏单位全称为中国典型培养物保藏中心，其保藏登记号为CCTCC NO：M 209015。

(一)菌株的筛选及鉴定方法：

1、初筛：

取1g自然界的土样和10mL无菌水加到100mL三角瓶中50℃振荡1h，稀释到10^-3倍。将菌液稀释后取10^-2、10^-3三个稀释度菌液涂布到初筛培养基，30℃培养到第三天时便有菌落产生较明显的透明圈，将透明圈明显的菌落作为下一步复筛用。

2、复筛：

将初筛菌种接种于100mL复筛培养基中，在30℃、200rpm条件下培养，分别取培养21h、48h的发酵液1mL在10000r/min下离心10分钟；取上清液250μL加到96孔板中，添加Dragendorff试剂一滴，混匀后静置3～5min观察。将发酵液离心所得上清强酸水解后，经薄层层析分析检测，得到产聚赖氨酸较高的菌株，菌株命名为QC18。

3、菌株的鉴定：

将QC18经生理生化实验鉴定，结果表明QC18与节杆菌Arthrobacter.相近，而16SrDNA序列分析鉴定表明与该序列相似度高于99％的菌株均为Arthrobacter属菌株，其中与菌株球形节杆菌Arthrobacter globiformis相似度为99.3％，因此最终将该菌株命名为球形节杆菌Arthrobacter globiformis QC18。

(二)本发明对Arthrobacter globiformis QC18的生物特征进行了鉴定：

1、形态特征：

幼龄培养物的细胞呈不规则的杆状，进入稳定期后，菌体变为球形；菌落呈乳白色，边缘整齐，表面光滑，好氧，化能异养。

2、生理生化特征：

(1)培养温度：20～40℃，最适温度为32℃。

(2)明胶液化、淀粉水解、牛奶胨化呈阳性。

(3)纤维素利用呈阳性。

(4)H2S生成呈阴性。

(5)几丁质酶产生呈阳性。

二、本发明所述的球形节杆菌Arthrobacter globiformis QC18菌株在发酵生产ε-聚赖氨酸中的应用，主要涉及利用球形节杆菌Arthrobacter globiformis QC18发酵生产ε-聚赖氨酸及其盐。

具体的应用方法：

将球形节杆菌Arthrobacter globiformis QC18接种于高氏培养基培养2～3天后，在发酵培养基上25～40℃培养，最后从培养基中分离纯化形成和积累ε-聚赖氨酸。