[發明專利]一種高溫降解菌及其應用

有效

• 申請號: 201210086824.6
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN103361281A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 李季;程旭艷;任莉;王定美
• 申請（專利權）人: 北京沃土天地生物科技有限公司
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N9/42;C12N9/26;C12N9/50;C05F11/08;C05F17/00;C12R1/01
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛;王加嶺

技術領域

本發明涉及微生物領域及生物降解領域，具體地說，涉及一種高溫降解菌及其應用。

背景技術

高溫菌是一類生活在高溫環境中的微生物。在自然界中，高溫菌通常分布在地熱區和人工高溫環境中。高溫菌棲息的地熱環境分三種類型：(1)酸性硫磺區。具有豐富的硫、酸性土壤、酸性溫泉和沸泥塘等。(2)淡水溫泉和中性、堿性的間歇溫泉。(3)深海火山口。pH中性，溫度在20℃～350℃。除此之外，被太陽能加熱的各種池塘、土壤、干草堆、廄肥中生物本身也可達到相當高的溫度，但維系時間較短，只適合生長較快的芽孢菌。人工的高溫環境主要包括熱水管道、燃燒的廢煤堆、污水處理廠等。

高溫菌具有代謝快、活性高、代時短、酶的熱穩定性高、營造高溫條件殺死病原菌等特點，對于堆肥高溫期有機質的降解、病原微生物的殺滅具有不可估量的作用。研究表明，在堆肥中接種高溫降解菌，可以有效地縮短堆肥周期、提高堆肥質量，為有機廢棄物堆肥更好的實現減量化、無害化、穩定化，及資源化利用的工業化生產創造了有利條件，具有很高的應用前景。因此，高溫菌的篩選及其酶學性質的研究具有很高的研究價值，意義重大。

目前已有研究者從堆肥中分離出高溫降解菌。但能同時降解多種有機物的高溫菌的相關報道較少。

發明內容

本發明的目的是針對堆肥高溫期微生物種類及數量少從而導致有機大分子降解困難的問題，提供一種能在高溫下生長并有效降解有機大分子的菌種。

為了實現本發明目的，本發明的一種高溫降解菌，其為地芽孢桿菌屬(Geobacillus)菌株HN-5，該菌分離自海南省澄邁縣海南裕沃生物科技公司出垛堆置10d的濾泥堆肥中。現已保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，地址：北京市朝陽區北辰西路1號院3號中國科學院微生物研究所，保藏日期2012年3月7日，保藏號CGMCC?NO.5852。

經人工富集培養、分離純化得到的菌株HN-5在瓊脂平板上的菌落呈白色、圓形，菌落表面干燥、較厚、不透明、邊緣圓整；培養24小時后顯微鏡下菌體形態為長桿狀，有芽孢產生，孢子內生，橢圓，位于菌體一端；革蘭氏染色呈陽性。

本發明還提供由上述高溫降解菌產生的纖維素酶、淀粉酶和蛋白酶。

本發明進一步提供上述高溫降解菌在促進堆肥腐熟、提高堆肥品質中的應用，其是將地芽孢桿菌屬HN-5接種到堆肥中，18～63.5℃下進行腐熟。

本發明的地芽孢桿菌屬HN-5可在約70℃好氧條件下同時降解纖維素、蛋白質和淀粉三種大分子有機物，為高溫好氧堆肥快速腐熟提供微生物資源和技術支撐。

附圖說明

圖1為本發明地芽孢桿菌屬HN-5降解大分子有機物效果圖及菌落形態；其中，a為纖維素剛果紅培養基，b為蛋白水解培養基，c為淀粉水解培養基；d為牛肉膏蛋白胨培養基。

圖2為本發明地芽孢桿菌屬HN-5在不同時間的產酶能力。

圖3本發明地芽孢桿菌屬HN-5的生長曲線。

圖4為接種本發明地芽孢桿菌屬HN-5對堆肥過程溫度的影響。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。若未特別指明，實施例中所用的技術手段為本領域技術人員所熟知的常規手段，所用原料均為市售商品。

實施例1?地芽孢桿菌屬HN-5的分離

采集海南省澄邁縣海南裕沃生物科技公司出垛堆置10d的濾泥堆肥樣品，經過若干代高溫馴化，在牛肉膏蛋白胨(NR)平板上用梯度稀釋法涂布菌液后70℃培養，分離得到耐高溫菌株，經過若干代的劃線純化，得到純菌。NR配方：牛肉膏5g，蛋白胨10g，NaCl5g，瓊脂15g～20g，水1000mL，pH?7.4～7.6。

將分離得到的多株純菌接種至固體選擇培養基中鑒定其降解能力，觀察菌落周圍是否有水解圈出現，如有水解圈則說明菌株對該種底物具有降解能力，反之則不具有降解能力，最后得到一株能夠降解纖維素、蛋白質、淀粉的地芽孢桿菌屬(Geobacillus)HN-5，保藏號為CGMCC?NO.5852。

所述固體選擇培養基包括：

(1)纖維素剛果紅培養基：CMC-Na?1.88g，KH₂PO₄?0.5g，MgSO₄·7H₂O?0.25g，明膠2.0g，剛果紅0.2g，植物凝膠10g，瓊脂15g，H₂O?1000mL，pH?7.0～7.2，121℃滅菌20min。