[發(fā)明專利]一株高抗逆性貝氏梭菌及其應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110020102.6
• 申請日: 2011-01-18
• 公開（公告）號: CN102174433A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜岷;郭亭;湯艷;奚永蘭;陳可泉;李志剛;孫佰軍;吳昊;歐陽平凱
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12P7/16;C12R1/145
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一株能利用未脫毒木質(zhì)纖維酸解糖液的貝氏梭菌及其應(yīng)用，屬于生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

丁醇是一種重要的C4平臺化合物，已廣泛應(yīng)用于各種精細(xì)化學(xué)品的制造；并作為一種重要的具有極大潛力的新型生物燃料受到重視，聯(lián)合國國際能源署將生物丁醇列為第二代生物燃料。作為燃料，丁醇具有能量密度大、可直接用于內(nèi)燃機(jī)、運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)，在能源危機(jī)日益嚴(yán)峻的今天，丁醇作為燃料有著廣闊的發(fā)展前景。由于國內(nèi)產(chǎn)量不能夠滿足需要，我國已經(jīng)是世界上最大的丁醇進(jìn)口國。

目前，丁醇主要通過化學(xué)法合成，隨著石油資源加速枯竭和價(jià)格飛漲，發(fā)酵法生產(chǎn)丁醇又受到了廣泛的重視，已經(jīng)成為生物能源的研究熱點(diǎn)之一。丙酮丁醇梭菌和貝氏梭菌可直接有效利用玉米等淀粉物質(zhì)或糖蜜等原料，但這些原料的成本相對比較高，同時(shí)存在與人相爭的問題。在糧食短缺與能源危機(jī)的雙重威脅下；探索纖維質(zhì)原料生產(chǎn)燃料丁醇成為生物質(zhì)能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成，也是研究的熱點(diǎn)之一。

近年來，國內(nèi)外對纖維原料發(fā)酵產(chǎn)丁醇的研究很多，主要圍繞著菌種誘變選育、纖維原料糖液的制備、發(fā)酵工藝條件優(yōu)化和溶劑提取等發(fā)面進(jìn)行。

中國專利ZL95111733.5報(bào)道了通過化學(xué)誘變處理丙酮丁醇梭桿菌，利用玉米粉或高粱為底物，發(fā)酵得到總?cè)軇┊a(chǎn)量在20g/L左右，丁醇比為70％的穩(wěn)定菌株；Mermelstein等(Biotechnology?and?Bioengineering.1993，42：1053～1060)利用基因工程技術(shù)構(gòu)建了重組菌株，丁醇產(chǎn)量比出發(fā)菌株Clostridiumn?acetobutylicum?ATCC?824提高了37％。NasibQureshi等(Biomass?and?Bioenergy.2008，32：176-183)利用貝氏梭菌P260，在小麥秸稈中加入纖維素酶、木聚糖酶等進(jìn)行同步糖化發(fā)酵，經(jīng)過533小時(shí)的連續(xù)發(fā)酵，其溶劑的產(chǎn)率為0.41。Annous等(Appl.Environ.Microbiol.1991，57：2544-2548)利用化學(xué)誘變，得到了超級菌株BA101，單批發(fā)酵總?cè)軇┳罡呖蛇_(dá)25g/L以上；Thaddeus?Ezeji等(Bioresource?Technology.2008，99：5915-5922)利用突變株BA101，以XAD-4resin脫毒的玉米芯酸解和酶解糖液為底物發(fā)酵，總?cè)軇┊a(chǎn)量為9.30g/L，但其不能利用未脫毒的酸解和酶解糖液發(fā)酵產(chǎn)丁醇。木質(zhì)纖維原料經(jīng)稀酸處理后，會產(chǎn)生有機(jī)酸、糠醛、酚類等抑制物，這些抑制物的除去成本較高、并對微生物生長有一定的抑制作用；ThaddeusEzeji等(Biotechnology&Bioengineering.2007，97(6)：1460-1469)研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)酸、糠醛等抑制物不影響丁醇的發(fā)酵，而酚類抑制物對丁醇發(fā)酵有明顯的抑制效應(yīng)。目前為止，還沒有能夠直接利用未脫毒纖維酸解糖液發(fā)酵產(chǎn)丁醇的專利與文獻(xiàn)報(bào)道。

可見，木質(zhì)纖維原料中的毒素抑制物嚴(yán)重抑制產(chǎn)丁醇梭菌的發(fā)酵性能；而菌種改良是提高菌株對抑制物的耐受性、發(fā)酵經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵手段之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一株具有高抗逆性的貝氏梭菌，其對木質(zhì)纖維酸解糖液中抑制物的耐受性顯著提高，且發(fā)酵的溶劑產(chǎn)量高、糖轉(zhuǎn)化率高。

本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題是提供上述高抗逆性貝氏梭菌菌株的應(yīng)用。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一株高抗逆性貝氏梭菌，其分類命名為貝氏梭菌(Clostridium?beijerinckii)IB4，已保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心CCTCC，地址：武漢武漢大學(xué)，郵編：430072，保藏編號：CCTCC?NO：M?2010310，保藏日期2010年11月23日。

上述高抗逆性貝氏梭菌(Clostridium?beijerinckii)IB4是以貝氏梭菌(NCIMB8052)為出發(fā)菌株離子束誘變后，利用含有酚類等抑制物的刃天青平板篩選得到對抑制物耐受性高、還原力強(qiáng)的菌株，最后以未脫毒的玉米芯酸解糖液為底物，經(jīng)厭氧發(fā)酵篩選獲得溶劑產(chǎn)量高、糖轉(zhuǎn)化率高的貝氏梭菌目標(biāo)菌株。

其具體誘變篩選步驟如下：