[发明专利]提高解淀粉芽孢杆菌芽孢萌发率及对蛋白培养基适应性的方法

说明书

本发明公开了提高解淀粉芽孢杆菌芽孢萌发率及对蛋白培养基适应性的方法，涉及发酵工程领域。克服该类微生物在蛋白质培养基上适应性差的难题。本发明包括提高芽孢萌发率、菌体生物量和蛋白酶活性等方面。(1)用低强度超声对解淀粉芽孢杆菌芽孢悬液进行短时间处理，所得的芽孢萌发率最高可以提高3倍以上。(2)在培养期间将发酵液进行一个低强度短时间超声处理和热激作用(40～45℃)，可以显著提高生物量和蛋白酶活等指标。该方法不仅克服了解淀粉芽孢杆菌由于芽孢体萌发率低而导致生长延滞期延长的缺点，而且有效提高菌株整体发酵性能，从而提高其对蛋白培养基的适应性，操作简便，成本低。

技术领域

本发明涉及发酵工程领域，更具体地说，本发明涉及一种提高解淀粉芽孢杆菌芽孢萌发率及对蛋白质培养基适应性的方法。

背景技术

芽孢杆菌因具有培养条件简单、生长迅速、产酶能力强等特性而被广泛应用于发酵工业，从而获得工业生产上需要的蛋白酶、淀粉酶、菌多糖等。

在营养缺乏、干旱等条件下，芽孢杆菌会以芽孢形式存在，其典型结构由外到内依次为芽孢衣、皮层和核心。芽孢在条件适宜时再重新萌发成营养体，其萌发生长通常是由营养性萌发剂所引发，常见的营养性萌发剂包括氨基酸类、嘌呤衍生物和糖类等单一成分或者多种成分组合。当芽孢暴露于营养性萌发剂中时，萌发剂渗入穿透芽孢衣和皮层，与位于芽孢内膜的萌发受体蛋白结合，细胞开始吸收水分，进而启动芽孢萌发(徐智勇,闫岩,王卫,等.芽孢生成和萌发相关机制[J].中西医结合护理(中英文),2016,2(011):169-172)。但是由于有些营养性萌发剂穿透能力弱，短时间无法有效打破芽孢休眠，造成大部分芽孢并不能在短时间内萌发，而导致生长延滞期延长。解决的方法通常是优化萌发条件或者选择更强的诱导萌发剂，而利用超声波的传质效应加速萌发因子到达芽孢内膜促进其芽孢萌发的研究还尚未报道。

培养基对芽孢杆菌的生长非常重要，为了实现较好的发酵，提高生物量和产酶能力，目前大部分研究集中于优化培养基的组成和培养条件，例如以下专利：

CN111349591A公开了高密度发酵枯草芽孢杆菌菌种的方法及应用，包括以下步骤：

a)用接种环挑取试管斜面上的菌苔一环，接种到摇瓶中，制备种子液：接种量为0.5～2cm²/200mL，培养5～7h，培养温度为35～39℃，摇床转速为200～240r/min，得到种子液；所述种子液培养基由如下质量组分组成：豆粕粉3％～7％，玉米淀粉2％～6％，氯化钠0.1％～0.5％，轻质碳酸钙0.1％～0.5％，余量为水，补足100％，pH 6.8～7.2；b)将种子液接种到发酵罐中，接种量为10％，于37℃下培养18～24h，初始转速为200r/min，初始通气量为1:0.6，根据溶氧对转速和通气量进行调节，保持溶氧在20％以上，最高转速为400r/min，最高通气量为1：1.2；c)发酵罐中发酵培养基组成：豆粕粉3％～7％、葡萄糖0.5％～1％、玉米淀粉4％～6％、玉米粉1％～2％、玉米浆0.4％～0.6％、氯化钠0.2％～0.4％、硫酸镁0.2％～0.4％、磷酸二氢钾0.2～0.4％、硫酸锰0.02％～0.04％、消泡剂0.1％、pH值为7.3，当芽孢率和成熟度都达到90％以上时，停止发酵。