[发明专利]一种发酵培养基及鼠李糖脂的生物制备方法

说明书

本发明公开了一种发酵培养基及鼠李糖脂的生物制备方法，包括如下步骤：(1)将鼠李糖脂生产菌种子液接入铁限制的发酵培养基中进行发酵培养；将纳米颗粒加入所述发酵培养基中；(2)用酸沉淀冷冻干燥法提取所得发酵液的鼠李糖脂。本发明运用致病能力较弱的缺失群体感应基因lasR的突变菌株，在适当的培养条件下以合适的纳米颗粒刺激鼠李糖脂的合成，这不仅能促进鼠李糖脂的分泌，而且大大降低了生产过程中的健康风险，同时具有成本低、操作简单的特点。

技术领域

本发明涉及生物合成领域与纳米材料应用领域，具体涉及一种高效无害化的鼠李糖脂生物制备方法。

背景技术

表面活性剂能使目标溶液表面张力显著下降，是一类重要的化工原料，素有“工业味精”之称，它在石油工业、环境工程、食品工业、精细化工等许多领域中占有特殊和重要的地位。目前，几乎所有的表面活性剂都是以石油为原料化学合成而来，化学合成的表面活性剂在生产和使用过程中常常会带来严重的环境污染问题。生物表面活性剂是表面活性剂家族中的后起之秀，它是由微生物所产生的一类具有表面活性的生物大分子物质。与化学合成的表面活性剂相比，生物表面活性剂除具有降低表面张力、稳定乳化液和增加泡沫等相同作用外，还具有一般化学合成表面活性剂所不具备的无毒、能生物降解等优点。随着人们崇尚自然和环保意识的增强，生物表面活性剂将越来越受到人们的青睐，并有可能成为化学合成表面活性剂的替代品或升级换代品。

鼠李糖脂是一种常见的生物表面活性剂，具有良好的溶解性及化学稳定性，被广泛的运用在各行各业。目前鼠李糖脂生产菌主要为铜绿假单菌和伯克氏菌。主要通过理化诱变及基因改造技术增强菌株的生产能力。在申请号201510078536.X的发明专利中介绍了一种通过基因工程手段构建了pa3286蛋白表达量增加的菌株，使假单胞菌合成鼠李糖脂的能力提高了50％。但是多数铜绿假单胞菌和伯克氏菌具有条件致病性的特点，由于菌株的致病因子和鼠李糖脂同受高丝酰胺内酯类群体感应系统所调控，在提高鼠李糖脂合成量的过程中，具有提高致病性的风险。因此，如何降低致病性、提高鼠李糖脂的新方法需要探寻。

在铜绿假单胞菌体内，具有多个群体感应系统，其中lasIR系统调控很多致病因子的分泌。多数临床分离的铜绿假单胞菌群体感应lasR缺失突变株，其致病因子表达显著下降。使用铜绿假单胞菌lasR突变株用于鼠李糖脂的合成，具体提高所制备的鼠李糖脂生物安全性的优点。

鼠李糖脂合成受rhlIR系统调控。环境因子可以影响rhlIR的表达，从而影响鼠李糖脂的合成量。一方面，铁限制培养条件可以显著提高rhlIR的表达；另一方面，纳米材料由于具有与宏观物质所迥异的表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应和量子限域效应，可对细菌的合成代谢产生特异性的影响。即可以形成促进鼠李糖脂的培养条件，进行其产量的提高。

综上所述，运用致病能力较弱的缺失群体感应基因lasR的突变菌株，在适当的培养条件下以合适的纳米颗粒刺激鼠李糖脂的合成，这不仅能促进鼠李糖脂的分泌，而且大大降低了生产过程中的健康风险，还具有成本低、操作简单的特点。

发明内容

为解决现有技术中所存在的问题，本发明提供一种高效无害化的鼠李糖脂生物制备方法。

一种发酵培养基，由PM培养基添加酪蛋白或谷氨酸组成，其中，所述发酵培养基中酪蛋白或谷氨酸的浓度为8～12g/L，Fe²⁺的浓度为2～3μM。

进一步地，酪蛋白或谷氨酸的浓度为10g/L，Fe²⁺的浓度为2.5μM。