[發(fā)明專利]一株嗜熱厭氧菌株及其應(yīng)用

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110422904.X
• 申請(qǐng)日: 2011-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN102399734A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伊日布斯;尚淑梅;嚴(yán)金平;孫煥民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N1/20
• 分類號(hào): C12N1/20;C12P7/06;C12P7/10;C12P3/00;C12N1/21;C12R1/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種嗜熱厭氧菌株及其應(yīng)用，屬于應(yīng)用微生物領(lǐng)域。

背景技術(shù)

木質(zhì)纖維素是植物細(xì)胞壁的主要組成成分，包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。一般木材中，纖維素占?40～50％，半纖維素占?10～30％，木質(zhì)素占20～30％。?目前，這些可再生的木質(zhì)纖維素絕大部分尚未得到有效的利用，而且因焚燒，丟棄等不合理的處理造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。以木質(zhì)纖維素生產(chǎn)乙醇在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中擁有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，即可以減少環(huán)境的污染和CO₂的排放量，又可以降低生產(chǎn)成本。與目前巴西，美國(guó)等普遍采用的以玉米等糧食作物為主的乙醇生產(chǎn)相比，以木質(zhì)纖維素生產(chǎn)乙醇還具有“不與人爭(zhēng)糧、不與糧爭(zhēng)地”的優(yōu)點(diǎn)。

木質(zhì)纖維素乙醇實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的最大障礙是其生產(chǎn)成本高，而使成本過高的原因除預(yù)處理成本過高之外，還有以下三個(gè)主要原因：（1）纖維素酶成本過高。與糧食乙醇相比，木質(zhì)纖維素生產(chǎn)乙醇中纖維素酶的成本占到了30%-50%，而糧食生產(chǎn)乙醇中的淀粉酶成本只有8%；（2）缺乏能夠高效利用戊糖（C₅糖）的發(fā)酵菌株。同纖維素相比，半纖維素更容易被水解，而其含量?jī)H次于纖維素。而半纖維素水解產(chǎn)生的木糖、阿拉伯糖等戊糖不僅不能被傳統(tǒng)的釀酒酵母(Saccharomyces?cerevisiae)和運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌(Zymomonas?mobilis)所利用，而且抑制它們的生長(zhǎng)，從而降低了原料的乙醇轉(zhuǎn)化率。因此，選育高效利用戊糖生產(chǎn)乙醇的發(fā)酵菌株也是實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)關(guān)鍵。（3）到目前為止，所有用于工業(yè)生產(chǎn)乙醇的代謝工程菌僅限于革蘭氏陽(yáng)性，中溫專性厭氧菌，而利用中溫厭氧菌發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，發(fā)酵屬于放熱過程，造成發(fā)酵體系溫度升高，影響細(xì)胞本身正常生理活動(dòng)。因此，為了保持發(fā)酵菌的活性，需要給發(fā)酵罐配備冷卻裝置。同時(shí)，乙醇蒸餾回收需要在高溫條件下，又需要加熱，這些都增加了乙醇的成本。若在高溫下進(jìn)行發(fā)酵，就可以節(jié)約冷卻和加熱的成本。同時(shí)，高溫能有效的抑制雜菌生長(zhǎng)，提高乙醇得率。因此，開發(fā)能夠利用纖維素、半纖維素，以及纖維素、半纖維素的水解產(chǎn)物，在高溫下發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的菌株勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一株嗜熱厭氧菌株Thermoanaerobacteriumsp.?Rx1，該菌株已于2011年4月5日保藏于中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏編號(hào)為：CCTCC?NO：M?2011109。

本發(fā)明另一目的是將嗜熱厭氧菌株應(yīng)用在發(fā)酵生產(chǎn)乙醇中。

本發(fā)明中所述發(fā)酵生產(chǎn)乙醇是利用葡萄糖、木糖、果糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露醇、乳糖、麥芽糖、纖維二糖、木聚糖、淀粉、果膠中一種或幾種任意混合發(fā)酵生產(chǎn)乙醇。

本發(fā)明中所述發(fā)酵生產(chǎn)乙醇是利用半纖維素發(fā)酵生產(chǎn)乙醇。

本發(fā)明提供的菌株能與Clostridium?thermocellum菌進(jìn)行共培養(yǎng)，利用木質(zhì)纖維素發(fā)酵生產(chǎn)乙醇。

本發(fā)明另一目的是將嗜熱厭氧菌株應(yīng)用在利用木質(zhì)纖維素發(fā)酵生產(chǎn)氫氣方面。

本發(fā)明另一目的是將嗜熱厭氧菌株應(yīng)用在對(duì)其進(jìn)行一個(gè)或復(fù)數(shù)個(gè)基因的改造或外源基因的導(dǎo)入獲得突變株中。

本發(fā)明中所述的嗜熱厭氧菌株Thermoanaerobacterium?sp.?Rx1主具有以下微生物學(xué)特征：

本菌株分離及培養(yǎng)的基礎(chǔ)培養(yǎng)基采用改良的M640培養(yǎng)基（DSMZ），命名為MM640，培養(yǎng)基組分如下：NH₄Cl?0.9g，MgCl₂·6H2O?0.4g，KH₂PO₄?0.75g，K₂HPO₄?1.5g，蛋白胨2g，酵母膏1g，F(xiàn)eCl₃·6H₂O?2.5mg，木糖10g，半胱氨酸鹽酸鹽0.75g，刃天青0.5mg，微量元素溶液-SL-10?1ml，維生素溶液5ml?(培養(yǎng)基滅菌后用0.22水系膜過濾加入)，各組分溶解后定容至1000ml，培養(yǎng)基加熱從藍(lán)色變?yōu)闊o色后，采用銅柱除氧系統(tǒng)除氧，分裝到充滿氮?dú)獾暮嗵卦嚬苤校抗苎b5ml，121℃滅菌后備用。