[发明专利]一种枯草芽孢杆菌及其在生产核黄素中的应用

说明书

本发明公开了一种枯草芽孢杆菌及其在生产核黄素中的应用，属于生物技术领域。本发明通过诱变筛选到了一株枯草芽孢杆菌，所述枯草芽孢杆菌在较低的溶氧条件(5％～15％)下发酵后，发酵液中维生素B₂产量提高了25.6％。与对照菌株相比，本发明所述枯草芽孢杆菌对溶氧的需求显著降低，副产物含量下降，维生素B₂产生量显著提高，提高了生产效率和转化率，适于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种枯草芽孢杆菌及其在生产核黄素中的应用，属于生物技术领域。

背景技术

维生素B₂又名核黄素，为体内黄酶类辅基的组成部分(黄酶在生物氧化还原中发挥递氢作用)，当缺乏时，就影响机体的生物氧化，使代谢发生障碍。主要用于防治核黄素缺乏症，如口角炎、唇炎、舌炎和眼结膜炎等。近年来，也有研究表明，核黄素还具有利尿、降血脂和改善心脏功能等作用。

核黄素的合成主要有化学合成法和微生物发酵法，由于化学合成法较为复杂而且生产成本较高，目前核黄素主要采用微生物发酵法进行生产，比如枯草芽孢杆菌。但是目前的发酵法存在以下问题：(1)发酵过程对溶氧要求高，搅拌和空压机的能耗高；(2)菌株的糖转化率不高，发酵后期易生成乙酸等副产物，影响核黄素产量。

专利CN110699413A公开了一种利用氧载体提高核黄素产量的方法，通过添加一定量的正十二烷或正己烷作为氧载体，从而增加培养基溶氧能力。但这一方法会增加额外的生产成本和后处理环节，在实际生产过程中难以应用。

发明内容

本发明提供了一株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，已于2021年03月04日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号为CGMCCNO.21870。

在本发明的一种实施方式中，所述枯草芽孢杆菌是由诱变筛选得到的：将出发菌株枯草芽孢杆菌CGMCC NO.21228(2020年11月23日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心)，经ARTP诱变后，通过底物类似物和贫氧环境的复合筛选方法，最终筛选得到一株对溶氧要求低、糖转化率高的枯草芽孢杆菌菌株NHU-HWS591。

在本发明的一种实施方式中，所述的ARTP诱变条件为；所用气源为氦气，气体流量设定为30SLM(StandardLiterperMinute，公升/分钟)，功率为50W，处理时间为20s，照射距离为2mm。

在本发明的一种实施方式中，所述底物类似物为8-氮鸟嘌呤，浓度为50mg/L；

在本发明的一种实施方式中，所述贫氧环境，氧气浓度为5％～10％。

本发明提供了一种生产核黄素的方法，利用所述枯草芽孢杆菌NHU-HWS591发酵生产核黄素。

在本发明的一种实施方式中，将所述枯草芽孢杆菌NHU-HWS591在种子培养基中培养得到种子液，将种子液接种至发酵培养基中进行发酵培养。

在本发明的一种实施方式中，将所述枯草芽孢杆菌NHU-HWS591的单菌落先接种至新鲜种子培养基培养20～28h；然后将培养后的菌液以1～5mL/100mL的量转接至新鲜种子培养基培养20～28h后得到种子液。

在本发明的一种实施方式中，在种子培养基中的培养温度为35～39℃，转速为180～220rpm。

在本发明的一种实施方式中，所述种子培养基的组分为蛋白胨10g/L、酵母抽提物5g/L、NaCl 10g/L，pH 7.0。

在本发明的一种实施方式中，将种子液以1～5mL/100mL的量接种至发酵培养基中。

在本发明的一种实施方式中，发酵培养的温度为35～42℃。

在本发明的一种实施方式中，发酵过程中控制溶氧量为5％～15％。