[发明专利]一种产表面活性剂细菌及其应用

说明书

技术领域

本发明属于生物表面活性剂领域，特别涉及一种产表面活性剂细菌及其应用。 

背景技术

生物表面活性剂(Biosurfactant,BS)是一种微生物生长代谢过程中产生的表面活性物质，具有许多化学表面活性剂无法比拟的优势：低毒、一般不致敏、可消化，可用于化妆品领域和作为食品添加剂；可用于环境治理；稳定性良好；结构多样，在特殊领域具有一定可实用性。随着生物技术发展，生物表面活性剂日益得到学术界广泛关注。因此，丰富生物表面活性剂产生菌的资源，提高其在发酵液中的产量具有广泛的生物学和经济意义。 

为了找到环境友好型表面活性剂，人们很久以来就致力于集中研究生物表面活性剂结构、性能、生物合成及调控。自然界中多种微生物能产生表面活性物质，如酵母菌、真菌、细菌都可产生。其中最主要是假单胞菌(Pseudomonas sp.)、芽孢杆菌(Bacillus sp.)、节杆菌(Arthrobacter sp.)、分枝杆菌(Mycobacterium sp.)和丁酸梭菌(Clostridium tyrobutyricum)等，但研究最多的是假单胞菌和革兰氏阳性芽孢杆菌。不同的细菌能产生不同种类的表面活性剂，假单胞菌主要产生糖脂类生物表面活性剂，如鼠李糖脂；革兰氏阳性芽孢杆菌主要产生脂肽类生物表面活性剂。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种产表面活性剂细菌及其应用，该菌株可以通过培养、发酵、酸沉淀等步骤生产出表面活性剂。该表面活性剂可用于化妆品领域和作为食品添加剂、环境治理等，相对化学表面活性剂其具备许多明显的优势：如生物可降解性、更强的表面和界面活性、对热稳定性、对环境友好无毒害作用。 

本发明的一种产表面活性剂细菌，该菌株为大肠埃希氏菌，命名为Escherichia coli1098-3，保藏号为CGMCC No.8696，其16S rRNA序列如SEQ ID NO：1所示。于2014年1月26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，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。 

本发明的一种产表面活性剂细菌应用于生产表面活性剂，具体生产方法如下：摇床转速200r/min，培养温度37℃，初始pH值7.0，装液量200mL，培养48小时后终止培养，过滤菌体，即得到粗表面活性剂液。 

生产表面活性剂所用培养基的组成为：可溶性淀粉2.5%，胰蛋白胨1.5%，氯化钠0.5%，磷酸二氢钾0.7%，氯化钙0.004%，硫酸铵0.7%，硫酸镁0.07%，酵母粉0.06%，甘氨酸0.03%。 

本发明描述一种从油污污染土壤中分离得到细菌，可大量分泌表面活性剂。根据BLAST 聚类分析及形态学鉴定结果（见图1），将该菌株定命名为Escherichia coli1098-3。该菌经检测可显著降低表面张力，国内外已经发现菌株是前所未见或未有应用的。 

本发明提供的菌株Escherichia coli1098-3的特征如下： 

本发明该菌菌落圆形，凸起，表面光滑湿润，边缘整齐，不透明；呼吸类型为好氧呼吸，在有氧条件下生长良好，革兰氏染色呈阳性，形态观察菌体杆状。测定菌株的16S rRNA部分序列，进行系统发育学分析。 

表面张力测定方法如下： 

将发酵液10000rpm离心20min后用作母液，分别稀释成5、10、20、40、80、160、400、500、600倍，并测其表面张力。以稀释倍数为X轴和表面张力值为Y轴，用MATLAB7.1软件中的三次样条插值函数拟合曲线。设定Y轴值为40mN/m，其相应X轴的值是发酵液表面张力值达到40mN/m时的稀释倍数，即生物表面活性剂的相对浓度(Relative biosurfactant concentration，RBC)(见图2)。 

MATLAB编程拟合方式及拟合方程： 

公式： 

Y=0.0003X³-0.0043X²+0.0800X+34.3000  0≤X≤5 

Y=0.0003(X-5)³+0.0002(X-5)²+0.0595(X-5)+34.6300  5＜X≤10 

Y=-0.0002(X-10)³+0.0047(X-10)²+0.0840(X-10)+34.9700  10＜X≤20