[發(fā)明專利]一種提高黃孢原毛平革菌降解性能的培養(yǎng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310067704.6
• 申請(qǐng)日: 2013-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN103168619A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇寶連;李其昌;李昱;謝浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): A01G1/04
• 分類號(hào): A01G1/04;C05G3/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鄔麗明;唐萬榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物工程領(lǐng)域，涉及一種提高黃孢原毛平革菌降解性能的培養(yǎng)方法。

背景技術(shù)

黃孢原毛平革菌(Phanerochaete?chrysosporium)是一類絲狀擔(dān)子菌白腐真菌，含有一套優(yōu)秀的木質(zhì)素分解系統(tǒng)。這套優(yōu)秀的木質(zhì)素分解系統(tǒng)由系列胞外過氧化物酶組成，典型的酶系如木質(zhì)素過氧化物酶和錳過氧化物酶。這些胞外過氧化物酶對(duì)底物的氧化具有高度非特異性的特點(diǎn)，可以降解多種有機(jī)物，包括天然高聚物、還原性化合物、氧化性化合物、有毒化合物等。因此黃孢原毛平革菌在許多生物科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值，如危險(xiǎn)廢棄物的處理、污染土地的生物修復(fù)、生物燃料的制備、生物制漿和生物漂白等。

液態(tài)沉浸式培養(yǎng)是絲狀真菌生長和生產(chǎn)胞外酶的一種最經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)方式。為提高絲狀真菌—黃孢原毛平革菌液態(tài)培養(yǎng)過程中木質(zhì)素過氧化物酶和催化活性，通常采用以下幾種方式：第一種方式是優(yōu)化培養(yǎng)基，在產(chǎn)酶培養(yǎng)基中控制化學(xué)添加劑的種類和劑量，如表面活性劑（如吐溫80）、藜蘆醇、錳鹽、有機(jī)酸螯合物、聚丙二醇、磷脂和不飽和酸等；第二種方式是設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，如轉(zhuǎn)鼓反應(yīng)器、翻轉(zhuǎn)生物接觸反應(yīng)器、攪拌罐反應(yīng)器等；第三種方式是調(diào)節(jié)控制操作參數(shù)，如攪拌轉(zhuǎn)速、溫度和光照條件等；第四種方式是改良菌種，如構(gòu)建高表達(dá)和高活性的工程菌種等。上述方法各有千秋，但為進(jìn)一步提高黃孢原毛平革菌的降解性能拓展其應(yīng)用研究，新的調(diào)控方法仍亟待開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種提高黃孢原毛平革菌降解性能的培養(yǎng)方法。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種提高黃孢原毛平革菌降解性能的培養(yǎng)方法，添加無機(jī)納米粒子至黃孢原毛平革菌液體培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，獲得球狀黃孢原毛平革菌菌絲團(tuán)體，所述無機(jī)納米粒子為硅基納米粒子。?

上述方案中，所述球狀黃孢原毛平革菌菌絲團(tuán)體內(nèi)部分布有所述無機(jī)納米粒子。

上述方案中，所述發(fā)酵培養(yǎng)的具體步驟為：將活化后的黃孢原毛平革菌菌種制備成孢子懸浮液，接種到添加有所述無機(jī)納米粒子的液體培養(yǎng)基中，每升添加有無機(jī)納米粒子的液體培養(yǎng)基中孢子接種量為2.0×10⁶~3.0×10⁶個(gè)，于30~33℃下?lián)u床培養(yǎng)，搖床轉(zhuǎn)速140~150rpm，培養(yǎng)5~7天。

上述方案中，所述無機(jī)納米粒子采用高溫高壓蒸汽滅菌，所述液體培養(yǎng)基中的組分采用過濾除菌，將所述無機(jī)納米粒子在無菌條件下添加至所述液體培養(yǎng)基中與所述液體培養(yǎng)基中的組分混合。

上述方案中，過濾除菌中所用過濾器為0.22微米的微濾膜。

上述方案中，所述液體培養(yǎng)基的組分包括：葡萄糖?10g/L，磷酸二氫鉀?2g/L，硫酸鎂?0.5g/L，氯化鈣0.1g/L，藜蘆醇?0.1g/L，酒石酸銨?0.2g/L，及痕量元素溶液70ml/L；所述痕量元素溶液配方為：硫酸鎂?3g/L，硫酸錳?0.5g/L，氯化鈉?1.0g/L，七水硫酸亞鐵?0.1g/L，氯化鈷?0.1g/L，硫酸銅?0.1g/L，七水硫酸鋅?0.1g/L，十二水硫酸鋁鉀?10mg/L，硼酸?10mg/L，二水鉬酸鈉?10mg/L，及氨三乙酸1.5g/L。

上述方案中，所述硅基納米粒子為二氧化硅納米粒子或硅鋁納米粒子。

上述方案中，以1L所述液體培養(yǎng)基為基準(zhǔn)，所述無機(jī)納米粒子在所述液體培養(yǎng)基中的添加量為0.01-10g。

上述方案中，所述無機(jī)納米粒子的粒徑為10-1000nm。

本發(fā)明所選用的黃孢原毛平革菌菌種來源于中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心，保藏號(hào)為CICC?14076。

本發(fā)明的基本原理：黃孢原毛平革菌生長初期，通過硅基納米粒子與孢子和菌絲之間的相互作用來影響菌絲球的大小和數(shù)量；生長中后期，通過硅基納米粒子與菌絲球的相互作用，同時(shí)硅基納米粒子進(jìn)入到菌絲球的內(nèi)部使其形態(tài)和致密度發(fā)生變化。納米粒子與孢子和菌絲球相互作用示意圖見圖1。

本發(fā)明有益的效果在于：

（1）添加硅基納米粒子至液體培養(yǎng)基中，能有效的控制菌絲生長形態(tài)，同時(shí)由于納米粒子進(jìn)入菌絲球的內(nèi)部，有利于將菌絲球內(nèi)部更多的活性位點(diǎn)暴露出來，從而提高黃孢原毛平革菌液態(tài)培養(yǎng)過程中木質(zhì)素過氧化物酶和催化活性，進(jìn)而提高其降解性能，該方法成本低廉，簡單易行，效果顯著。

（2）同時(shí)，該方法培養(yǎng)獲得的菌絲球比表面積大，能有效的提高黃孢原毛平革菌對(duì)染料的吸附率。

附圖說明

圖?1?給出了納米粒子與孢子和菌絲球相互作用示意圖。