[发明专利]一株耐受高浓度茶渣的植物乳杆菌LP-08及其应用

说明书

本发明涉及微生物诱变育种技术领域，具体涉及一株耐受高浓度茶渣的植物乳杆菌LP‑08及其应用。所述的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)LP‑08于2020年6月16日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(GDMCC)，保藏编号为GDMCC No：61061。本发明以开发地源性的绿茶茶渣制备功能性的菌茶生物饲料为目的，采用ARTP诱变及驯化筛选的方法进行功能性微生物的选育，得到了一株耐受高浓度茶渣并且生物量好、代谢产物活性好的植物乳杆菌LP‑08。该菌株能够用于茶渣发酵，能改变茶渣中的营养成分，可应用于茶渣饲料的开发，对于茶渣资源的高值化利用具有重要意义。

技术领域

本发明涉及微生物诱变育种技术领域，具体涉及一株耐受高浓度茶渣的植物乳杆菌LP-08及其应用。

背景技术

我国是产茶大国，2018年干毛茶叶产量超过260万吨，其中绿茶类占比超过65％，是全球绿茶的主要生产国，总产量超过全球绿茶总产量的75％。绿茶作为传统饮料，其可食部分仅占茶叶的一小部分，目前伴随着茶叶产业链的延伸，更多的干茶叶进入茶叶深加工企业，通过高温水提制备速溶茶粉及茶浓缩液，而目前的茶叶深加工后的干物质总量也仅为茶叶干重的3％左右，有效成分含量也仅提取不到40％。茶叶加工后产生茶叶原料量近三倍的湿茶渣，其中含有超过60％的茶营养成分，包含有大量的蛋白、脂肪、纤维以及茶多酚等。研究表明，绿茶渣中含有17-19％的粗蛋白，16-18％的粗纤维，1-2％的茶多酚，0.1-0.3％的咖啡碱，不仅如此，其蛋白氨基酸组成丰富，氨基酸比值系数分达到57.51-68.01，较常规饲用玉米及麸皮要好，与鱼粉接近，兼具营养与功能，具有非常高的利用与开发价值。目前，茶渣利用仍以低值化的燃料、肥料、饲料或吸附材料为主，也包括一些茶渣蛋白的提取研究，但其不论是规模化还是工业化应用都非常有限，如何实现茶渣的资源化越来越受到关注，急需拓展高效、价值化的综合方案。

随着开发技术的不断推进，有研究者利用微生物发酵的方式对茶渣饲料进行运用，有研究表明，茶渣经过不同的微生物发酵后其营养成分会有所增加。如刘姝等(2001年)以茶渣为原料，利用木霉、曲霉以及有益微生物发酵进行发酵，发现粗蛋白质和可溶性物质的含量显著增加，并且其营养含量已经完全满足仔猪配合日粮的需求。目前已报道用于茶渣发酵的微生物有黑曲霉、青霉属、酵母属、根霉属、灰绿曲霉、细菌类等。将茶渣开发成饲料的研究刚刚起步，尚存在一些问题，如何利用微生物发酵的方法来处理茶渣，使得茶渣中氨基酸含量提高，纤维素含量减少，更适于家禽的饲喂，这是目前研究需要攻克的一个方面。因此，需要根据茶渣的营养特性，筛选更多能够利用茶渣作为碳氮源生长的菌株，开发茶渣固态发酵工艺。

常压室温等离子体(Atmospheric Room Temperature Plasma,ARTP)被称为除气体、液体、固体以外物质的第四态，通过改变激发方式和发生器结构可以产生不同热力学状态的等离子体。等离子体具有臭氧浓度及紫外辐射强度均极低，安全性高、环境友好、诱变快速等特点，常压室温等离子体诱变操作简单，条件温和，菌株突变率高、突变点位和跨度广泛。ARTP工作气源种类、流量、放电功率、处理时间等条件均可控，通过改变仪器操作条件，可以大大提高菌种突变的强度和突变库容量，结合压力筛选和高通量筛选技术，ARTP已经成为高效进化育种的新方法。ARTP诱变一般以致死率作为筛选诱变条件等的指标，致死率不宜过高或过低，有研究表明，致死率越接近90％，诱变效果越好，此时的诱变条件越佳。陈瑞龙等(2018)的文章公开了植物乳杆菌细菌素高产菌株的诱变选育及其对肉丸的防腐保鲜作用，具体是以植物乳杆菌JL-A65为出发菌株，对其进行ARTP诱变、甲基硝基亚硝基胍(MNNG)诱变与基因组改组。ARTP诱变参数设置为：载气：高纯氦气(99.99％)；入射功率：200W；载气流速：10SLM；处理温度：25℃；反射功率：40W；载物台与放射源距离：10.0mm；照射时间分别为15、30、45、60、75、90和105s进行诱变。然后利用琼脂扩散法对诱变处理后菌株进行初筛和复筛，得到细菌素产量提高的突变株。