[發明專利]木葡糖酸醋桿菌屬菌株及其選育和生產細菌纖維素的方法

有效

• 申請號: 200910003956.6
• 申請日: 2009-01-20
• 公開（公告）號: CN101608167A
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發明（設計）人: 鐘春燕
• 申請（專利權）人: 海南椰國食品有限公司
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12P19/04;C12R1/02
• 代理公司: 海口翔翔專利事務有限公司
• 代理人: 莫 臻

技術領域

本發明涉及一種微生物，具體涉及一種耐低溫的木葡糖酸醋桿菌屬菌株及其選育和應用方法。

背景技術

利用微生物(主要是醋桿菌)發酵產生的纖維素，一般稱之為細菌纖維素或微生物纖維素，這種纖維素具有純度高、吸水性強、結晶度高、聚合度高等許多不同于植物纖維素的結構特點，其纖維束直徑在100納米以下，是一種天然的納米生物材料，是近年來生物材料研究開發的熱點之一，在食品、造紙、聲音振動膜、人造皮膚的制造及造紙行業有著廣泛的應用前景。目前，這種細菌纖維素在食品方面有較廣泛的應用，其主要方法是以椰子為培養基，經產纖維素的醋桿菌發酵后生產乳白色或透明的可食用的纖維素凝膠，俗稱“椰果”、“椰纖果”或“納塔”。

這種細菌纖維素目前主要在我國海南省、越南、菲律賓等熱帶或亞熱帶地區進行了規模化生產，一方面是因為這些地區有豐富的發酵生產細菌纖維素的天然培養基——熱帶果汁(如：椰子水、菠蘿汁等)；另一方面這些地區常年氣溫較高，適合發酵生產。但近年來，有許多文獻報道了利用非熱帶果汁(如：柑桔汁、西瓜汁等)作為培養基來生產細菌纖維素。因為細菌纖維素生產的特殊性，一般工業發酵所用的發酵罐培養并不能實現工業化生產，目前主要的規模化生產方式是淺盤培養，這種發酵方式是在一個相對潔凈的發酵房內擺放相當數量的淺盤，在淺盤中裝入經滅菌的培養基，然后接入能產纖維素的醋桿菌菌種，經靜置發酵后，塊狀的纖維素膜就在淺盤中產生。顯而易見，由于不是常規的發酵罐生產，發酵溫度并不容易控制，上述淺盤發酵一般是在室溫下生產細菌纖維素，這就解釋了為何細菌纖維素規模化生產主要處在熱帶或亞熱帶地區，這些地區由于常年高溫，能夠滿足微生物發酵所需的溫度，即使在海南省，在冬季氣溫較低時生產“椰纖果”也需給發酵廠房供給熱能，以保持發酵的溫度。目前發酵生產細菌纖維素或“椰纖果”溫度在30℃左右，一般不低于25℃，否則生產難以進行，這給細菌纖維素的生產帶來了極大的限制，在氣溫較低的季節或區域，如果要實現細菌纖維素的規模化生產，必須額外供給大量熱能以獲得生產所需的溫度，但這無疑增加了生產的成本。與此同時，由于淺盤發酵生產對環境的潔凈度要求較高，在溫度較高的環境中，培養基中極易滋生污染雜菌，從而影響發酵效果，造成產率降低。

文獻“細菌纖維素耐低溫生產菌株的誘變選育”(中國釀造，2008年第17期)中報道了利用紫外誘變的方法，以獲取在低溫條件下能高產細菌纖維素的突變株。然而文獻中所提到的“低溫”是指在25℃培養，這種溫度在實際生產沒有太大的價值。此外，利用紫外誘變的方法獲得的菌株往往在遺傳性能發生變化，其安全性還需進一步進行評估才能用于生產。

發明內容

本發明的目的是提供一種能于低溫下生產細菌纖維素的木葡糖酸醋桿菌屬菌株。

本發明的另一目的是提供一種上述菌株的的選育方法。

本發明的另一目的是提供一種利用上述菌株在低溫下生產細菌纖維素的方法。

發明人在冬季利用木葡糖酸醋桿菌在淺盤靜置發酵生產細菌纖維素時發現，在溫度在15℃左右時未向發酵房中供暖，一些淺盤中并未獲得預期的代謝產物纖維素膜，然而并非所有的淺盤中都如此，仍有部分淺盤中產生了一定厚度的纖維素膜，纖維素膜的厚度不一，這說明有些木葡糖酸醋桿菌菌株能夠適應較低溫度，在較低溫度下仍能生長代謝纖維素。發明人將淺盤中產纖維素膜較厚的菌株篩選出來，命名為323，通過選育，獲得了能夠在低溫下生產的菌種。這種菌種能夠在低溫下穩定代謝纖維素，而無需供暖以保證發酵的溫度，從而節省了大量的能源。

利用淺盤發酵生產細菌纖維素，由于供氧的原因，發酵容器內不能和外界隔絕，因此保持發酵房中的潔凈度是必要的，一般是在發酵房內噴灑一定的殺菌劑，如：生石灰、酒精等，但這并不能完全保證發酵過程中杜絕污染的問題，一旦發酵淺盤內滋生了污染菌，如：能快速降解纖維素的霉菌或酵母，將會影響目標產物的得率。發明人將低溫(15℃左右)與高溫發酵(30℃左右)的方式進行了比較，發現在高溫發酵與低溫發酵相比，前者在發酵過程中更容易遭受污染，這是因為在這種溫度正好是這些污染菌生長繁殖的最適溫度，一些生產中常見污染菌如酵母、霉菌等極易在營養豐富的培養基中滋生，從而影響了生產，降低了纖維素的得率。而在低溫發酵方式下，常見的微生物污染則不容易發生，因此低溫發酵方式一種潛在的可以利用的優勢是：可以有效降低淺盤發酵的污染情況的發生。即使是在春夏季生產，如果利用空調對發酵房的溫度進行調節，雖然消耗了能源，但卻可以大幅度降低污染，提高產物的得率，對于生產者而言，這種低溫發酵方式也是可以接受的。

本發明的目的是這樣實現的：