[发明专利]一株铜绿假单胞菌及其筛选方法与其在秸秆乳酸发酵中的应用

说明书

本发明提供了一株铜绿假单胞菌，其保藏编号为CCTCC NO：M2018169；本发明还提供了该株铜绿假单胞菌的筛选方法及其在秸秆乳酸发酵中的应用；该株铜绿假单胞菌是从市政污水处理厂的好氧池活性污泥中筛选得到，可高效降解木质素在预处理过程中产生的多种典型产物，37℃条件下培养36小时，对各底物香豆酸、对羟基苯甲醛、香兰素、阿魏酸、丁香醛的降解率均达到100％；利用该株铜绿假单胞菌进行秸秆乳酸发酵，可避免这些典型产物抑制秸秆乳酸发酵时的微生物代谢，从而提高乳酸对秸秆转化率，且发酵周期短，培养48‑72h则发酵结束，利用植物秸秆做发酵原料，变废为宝，降低环境污染，对保证粮食安全具有积极意义。

技术领域

本发明涉及微生物学及秸秆乳酸发酵领域，尤其涉及铜绿假单胞菌及其筛选方法、以及铜绿假单胞菌在秸秆乳酸发酵中的应用。

背景技术

中国是农业大国，每年农作物秸秆的产量超过8亿吨。农作物秸秆主要被用作还田、青贮和黄贮饲料、沼气、生物炭、生物质燃料及生物能源等方面，但秸秆直接还田腐熟慢，对耕地质量提高不明显；作为青贮或黄贮饲料，生产周期长，饲料转化率不高；秸秆发酵产沼气会产生大量沼液和沼渣，秸秆的大量焚烧导致严重的雾霾。总而言之，农作物秸秆资源被大量利用，却仍然存在利用率低，二次污染等诸多问题。

将农作物秸秆资源通过微生物发酵转化为乳酸等产品，是实现秸秆资源高效利用的一种新途径。乳酸是一种羟基羧酸，被广泛用于食品行业(防腐剂、调味剂)，医药行业(软膏、乳液、注射剂)和皮革行业(酸化剂、除钙剂)。在食品工业上广泛用作酸味剂、防腐剂和还原剂。

乳酸的工业生产以微生物发酵为主，以玉米等粮食作物为原料，这就导致乳酸价格居高不下，同时对国家粮食安全构成潜在的威胁。秸秆的主要成分中的纤维素、半纤维素通过酶解可转化为六碳糖和五碳糖，微生物的同型乳酸发酵过程，乳酸对糖的理论转化率为100％。所以，以农作物秸秆为原料生产乳酸，既可以实现秸秆资源的高效利用，提高秸秆的经济价值，又可以为乳酸的生产开辟新思路，提供更广泛更廉价的原料，降低乳酸生产成本，拓展乳酸的应用领域，一举两得。

对比文件1：申请号为“CN201010609278.0”，名称为“一种乳酸菌发酵方法”的专利，该发明利用植物秸秆纤维素部分酶解后作为乳酸菌发酵用碳源发酵生产乳酸，其中，所述的植物秸秆纤维素部分酶解后的糖浓度为1wt％～10wt％，所述的部分酶解是将植物秸秆纤维素在45～55℃，用纤维素酶酶解12～72小时，使发酵液中既含有酶解糖，又含有未酶解的纤维素，从而可以边酶解边发酵生产乳酸。同现有技术相比生产周期由136小时缩短到64小时，解除了高浓度葡萄糖对乳酸菌发酵乳酸的抑制作用，发酵水平由3.6wt％提高到6.8wt％。利用植物秸秆做发酵原料，变废为宝，降低环境污染，对保证粮食安全具有积极意义。然而该发明乳酸对秸秆转化率尚不高，农作物秸秆需要经过预处理才能被微生物利用，而秸秆在预处理过程中，会产生多种副产物，抑制微生物的代谢，其主要来源是木质素和半纤维素的分解，包括小分子有机酸类、呋喃类和酚类等。大多数微生物都不能利用木质素，而木质素及其部分降解产物在发酵过程中会吸附纤维素酶，形成共沉淀，使其活性降低至丧失；木质素分解产生阿魏酸、松柏醛等酚类化合物，提高微生物细胞膜的流动性，导致钾离子大量流失，破坏细胞膜，抑制微生物的代谢，从而影响乳酸对秸秆转化率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一株铜绿假单胞菌及其筛选方法与其在秸秆乳酸发酵中的应用，该株铜绿假单胞菌是从市政污水处理厂的好氧池活性污泥中筛选得到，可高效降解木质素在预处理过程中产生的多种典型产物，避免这些典型产物抑制秸秆乳酸发酵时的微生物代谢，从而提高乳酸对秸秆转化率，且发酵周期短，利用植物秸秆做发酵原料，变废为宝，降低环境污染，对保证粮食安全具有积极意义。

本发明的目的之一在于提供了一株铜绿假单胞菌，本发明的铜绿假单胞菌，其命名为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)FL02，从市政污水处理厂的好氧池活性污泥中筛选得到。