[發明專利]一種提高生物絮凝劑活性成分多糖產量的發酵方法

有效

• 申請號: 201510081830.6
• 申請日: 2015-02-15
• 公開（公告）號: CN104673856B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 李昂;吳丹;楊基先;皮姍姍;魏薇;郭海娟;龐長瀧;馬放
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C12P19/04
• 分類號: C12P19/04;C12R1/01
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 侯靜

技術領域

本發明涉及一種提高生物絮凝劑活性成分的發酵方法。

背景技術

作為水處理的核心技術，水處理材料新產品的研發一直代表了水處理技術的前沿。絮凝劑就是核心技術中效果良好的一種，在水處理中的最普遍而又關鍵的絮凝階段發揮著重要的作用。如今的水處理中已經大規模地使用絮凝劑處理城鎮生活污水、工業廢水，特別是在處理特殊廢水方面也廣泛應用。其中，生物絮凝劑的出現解決了傳統絮凝劑不易生物分解，容易給環境和健康帶來危害等問題，并具有來源廣，種類豐富，無毒性，絮凝能力好等優點，因而越來越受到青睞。但是在實際應用中，生物絮凝劑存在產量低的問題，使生物絮凝劑不能大批量地生產。尤其工業發酵過程復雜、不穩定的特性導致無法對發酵過程進行預測。如何生產高效高產量的生物絮凝劑成為水處理領域研究的熱點問題，受到廣泛的關注。

細菌能自發產生、釋放一些特定的信號分子，并能感知其濃度變化，調節微生物的群體行為，這一調控系統稱為群體感應(Quorum Sensing，QS)。根據QS理論，每個細胞都會不間斷的合成信號分子，當信號分子濃度達到閾值時會引發相關基因的表達以適應環境條件的變化。革蘭氏陰性菌的主要QS信號分子為N-酰基高絲氨酸內酯(N-acyl-homoserine lactone，AHL)。研究發現，AHLs能影響一些菌株的多糖合成、表面活性、生物膜的形成等，有研究表明Rhizobium meliloti的胞外多糖受ExoS-Chvl群體感應系統調控，而Sinorhizobium meliloti琥珀酰聚糖的合成受到ExpR/Sin群體感應系統的調控。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種提高生物絮凝劑活性成分多糖產量的發酵方法，該方法提高生物絮凝劑主要活性物質成分—多糖的濃度，從而提高生物絮凝劑的活性，簡單、快捷、效果明顯。用于生物絮凝劑的生產中，能提高有效活性成分的含量。

為實現本發明目的，提供了以下技術方案：

一種提高生物絮凝劑活性成分多糖產量的發酵方法，它是按照以下步驟操作的：首先將生物絮凝劑產生菌接種至絮凝發酵液體培養基中，發酵制備種子液；然后將種子液接種于投加了外源AHLs的絮凝發酵液體培養基中，進行二次發酵，即制得生物絮凝劑，完成所述的提高生物絮凝劑活性成分多糖產量的發酵；其中，外源AHLs為N-3-氧-辛酰高絲氨酸內酯、N-己酰高絲氨酸內酯中的一種或兩種按任意比混合；其中，投加了外源AHLs的絮凝發酵液體培養基為將外源AHLs加入到絮凝發酵液體培養基中至外源AHLs的終濃度為0.1μM～0.5μM。

本發明包含以下有益效果：

采用本發明的方法，表明外源AHLs的投加可以提高生物絮凝劑中活性成分多糖的濃度和絮凝活性，提高了生物絮凝劑的絮凝效果。其中，投加0.4μM外源C6-HSL時，發酵液中多糖濃度達到最高，與對照組相比提高了1.6倍，絮凝率提高了10％。而投加了0.2μM的3OC8-HSL溶液后，其多糖濃度提高1.4倍，絮凝率提高到90.11％。研究表明，C6-HSL和3OC8-HSL可以作為自誘導物介導根瘤土壤桿菌(Agrobacterium tumefaciems)F2的群體感應系統，發揮對多糖合成等菌體生理功能的調控作用。從而達到促進生物絮凝劑合成,提高生物絮凝劑活性的目的。

說明本發明發酵所得的生物絮凝劑可用于進一步實際應用，為其大規模工業發酵奠定了基礎。

附圖說明

圖1為外源C6-HSL投加量對多糖濃度和絮凝率的影響圖；其中，A為多糖濃度柱狀圖；B為絮凝率柱狀圖；

圖2為外源3OC8-HSL投加量對多糖濃度和絮凝率的影響圖；其中，A為多糖濃度柱狀圖；B為絮凝率柱狀圖。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式的一種提高生物絮凝劑活性成分多糖產量的發酵方法，它是按照以下步驟操作的：首先將生物絮凝劑產生菌接種至絮凝發酵液體培養基中，發酵制備種子液；然后將種子液接種于投加了外源AHLs的絮凝發酵液體培養基中，進行二次發酵，即制得生物絮凝劑，完成所述的提高生物絮凝劑活性成分多糖產量的發酵；其中，外源AHLs為N-3-氧-辛酰高絲氨酸內酯、N-己酰高絲氨酸內酯中的一種或兩種按任意比混合；其中，投加了外源AHLs的絮凝發酵液體培養基為將外源AHLs加入到絮凝發酵液體培養基中至外源AHLs的終濃度為0.1μM～0.5μM。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是：生物絮凝劑產生菌為革蘭氏陰性細菌。其它與具體實施方式一相同。