[发明专利]一种循环利用废水连续发酵培养微生物的方法及其所用具有自凝絮和自沉降特性的细菌

说明书

本发明公开了一种循环利用废水连续发酵培养微生物的方法及其所用具有自凝絮和自沉降特性的细菌，所述具有自凝絮和自沉降特性的细菌属于嗜盐性细菌，在不低于0.08M盐浓度条件下能发生自凝絮和自沉降。本发明利用洗涤自沉降的细菌菌体产生的废水继续发酵培养微生物，不仅可以减少由于离心、废水处理和灭菌产生的能耗，还可以提高产率。本发明的细菌可成为下一代工业微生物的平台菌，本发明的循环利用废水连续发酵培养方法能用于大规模生物发酵。

技术领域

本发明属于生物技术应用领域，具体涉及一种盐循环利用废水连续发酵培养微生物的方法及其所用具有自凝絮和自沉降特性的细菌。

背景技术

工业中的大规模生物发酵受制于目前的发酵工艺，相比于石油化工，成本始终过高。成本过高的原因一方面是产物的产率较低；一方面是由于生产工艺过程中的大量能耗，其中灭菌、搅拌以及复杂的下游处理占较大比例，并且还会产生较多废水，污染环境。

目前，本申请人已经基于盐单胞菌开发了一套无灭菌的开放式连续发酵工艺，其不需要灭菌，大大降低了生产过程中的工艺能耗。但是由于其下游工艺中的离心产生的能耗以及较低的产率，成本依然很高，并且生产过程中会产生含盐废水，污染环境，仍然限制着工业中的大规模生物发酵。

发明内容

为解决现有技术中存在的一个或多个问题，本发明的一个方面是提供一种循环利用废水连续发酵培养微生物的方法，包括：

S1：将具有自凝絮和自沉降特性的细菌接种到初始发酵培养基中进行发酵培养；

S2：经过第一发酵培养后，从第一发酵产物中分离第一自沉降的细菌菌体，将洗涤所述第一自沉降的细菌菌体产生的废水加入分离后剩余的第一上清，继续第二发酵培养；

S3：经过第二发酵培养后，从第二发酵产物中分离第二自沉降的细菌菌体，将洗涤所述第二自沉降的细菌菌体产生的废水加入分离后剩余的第二上清，继续下一发酵培养；

S4：重复所述步骤S3连续N次，N为自然数；

S5：合并各步骤洗涤后的细菌菌体为收获的微生物。

本发明提供的循环利用废水连续发酵培养微生物的方法中步骤S2和/或步骤S3中所述分离为从静置分层的发酵产物的下层获取自沉降的细菌菌体；其中所述静置分层的时间可为10-30min。

上述具有自凝絮和自沉降特性的细菌为嗜盐性细菌，优选为盐单胞菌属(Halomonas sp.)。

上述自凝絮和自沉降特性是指细菌在不低于0.08M盐浓度条件下能发生自凝絮和自沉降。该细菌的自凝絮和自沉降特性是可逆的，在盐浓度低于0.08M的条件下时，自凝絮和自沉降现象可逐渐消失。

上述具有自凝絮和自沉降特性的细菌为盐单胞菌属细菌经敲除etf-α和etf-β基因后的细菌。

上述具有自凝絮和自沉降特性的细菌的16S rDNA序列为SEQ ID NO:12或SEQIDNO:13所示的序列。

上述具有自凝絮和自沉降特性的细菌为盐单胞菌(Halomonascampaniensis)LSKO，保藏号为CGMCC No.16437。

本发明提供的循环利用废水连续发酵培养微生物的方法中，发酵培养的体系中盐浓度不低于0.08mol/L；和/或

发酵培养在搅拌和通气条件下进行，其中所述搅拌的初始转速为200-250RPM，培养5-8小时后，转速稳定在700-800RPM；所述通气的速率为1vvm；所述发酵培养的温度为20℃-45℃；所述发酵培养的体系的初始pH值为5.0-11.0；所述发酵培养的体系的初始溶氧为5％-100％；和/或

步骤S1中所述具有自凝絮和自沉降特性的细菌在初始发酵培养基中的OD600为2-4；和/或