[發明專利]一株拉烏爾菌HC6及其低溫生產2,3-丁二醇的應用

有效

• 申請號: 202310526702.2
• 申請日: 2023-05-11
• 公開（公告）號: CN116286560B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 成毅;張碩;王月;李春艷;臧海蓮;趙昕悅;黃馨凝
• 申請（專利權）人: 東北農業大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N15/56;C12P7/18;C12R1/01
• 代理公司: 北京博爾赫知識產權代理事務所(普通合伙) 16045
• 代理人: 于武江

本發明提供了一株拉烏爾菌HC6及其低溫生產2,3?丁二醇的應用，屬于微生物技術領域。本發明提供的拉烏爾菌（Raoultella?sp.）HC6，保藏于中國普通微生物菌種保藏管理中心，地址為：北京市朝陽區北辰西路1號院3號，保藏日期為：2020年09月07日，保藏編號為CGMCC?No.20607。本發明利用拉烏爾菌HC6和從該菌株中分離得到的β?木糖苷酶XynB86，在低溫條件下通過降解玉米秸稈來生產2,3?丁二醇，節省了外部加熱所需能源，減少了原料的化學處理，降低了成本，提高了生產效率，為農業廢棄物低碳經濟發展提供新思路。

技術領域

本發明涉及微生物技術領域，尤其涉及一株拉烏爾菌HC6及其低溫生產2,3-丁二醇的應用。

背景技術

2,3-丁二醇廣泛應用于化工、食品、燃料及航天航空等多個領域，因其熱值較高(27,200kJ/kg)，同乙醇(29,100kJ/kg)相當，可用作燃料添加劑，作為一種溫和的保濕劑和殺菌劑用于食品、化妝品和醫藥行業，其脫水成1,3-丁二烯可用于合成橡膠和樹脂(Thapaet?al.,Bioche?Eng?J,）。

在以往的研究中，雖然已經發現了多種可以生產2,3-丁二醇的方法，如：利用葡萄糖為底物發酵生產2,3-丁二醇，利用化學預處的各種含有纖維素的有機底物發酵生產2,3-丁二醇，但是這樣不僅成本高，而且化學預處理后的水解液一般都會對發酵的微生物有毒害作用。使用農業廢棄物直接發酵生成2,3-丁二醇明顯具有經濟優勢。

秸稈是地球上碳水化合物含量最豐富的生物質，將其轉化為增值的平臺化合物不僅可以緩解能源危機還能夠提高農業廢棄物的資源利用率。但是，在微生物活動中，溫度會對微生物的生長繁殖產生巨大的影響。尤其是對其酶的活性。在低溫地區，微生物的酶活性受到溫度限制，導致秸稈降解速度慢，并且，通常情況下微生物生物合成需要30℃以上的溫度，這導致低溫農業種植區的秸稈大量積累并被燃燒處理，造成大氣的污染。

耐冷微生物通過產生冷活性酶（Cold-active?enzyme）來調節代謝活動從而適應低溫環境。冷活性酶在0℃至40℃的溫度范圍內均具有較高的生物活性，可允許工業生產中的生物催化反應在低溫下進行，從而降低工業生產過程中的能量損耗。因此，提供一種新的耐冷微生物來以玉米秸稈為原料生產2,3-丁二醇，對于提高2,3-丁二醇的產率，降低能耗和環境污染是非常有必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一株拉烏爾菌HC6及其低溫生產2,3-丁二醇的應用。本發明利用拉烏爾菌HC6和從該菌株中分離得到的β-木糖苷酶XynB86，在低溫條件下通過降解玉米秸稈來生產2,3-丁二醇，節省了外部加熱所需能源，減少了原料的化學處理，降低了成本，提高了生產效率，為農業廢棄物低碳經濟發展提供新思路。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一株拉烏爾菌（Raoultella?sp.）HC6，該菌株保藏于中國普通微生物菌種保藏管理中心，地址為：北京市朝陽區北辰西路1號院3號，保藏日期為：2020年09月07日，保藏編號為CGMCC?No.20607。

本發明還提供了一種分離自上述拉烏爾菌HC6的β-木糖苷酶XynB86，編碼所述β-木糖苷酶XynB86的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1所示。

本發明還提供了一種生產2,3-丁二醇的方法，上述拉烏爾菌HC6聯合上述β-木糖苷酶XynB86降解玉米秸稈生產2,3-丁二醇。

優選的，所述方法具體為：將所述拉烏爾菌HC6的種子液接種于秸稈液體培養基中發酵，分別于發酵的第0.5、2、3?d，加入所述β-木糖苷酶XynB86的酶液，進行酶促發酵。

優選的，所述種子液的OD₆₀₀值為1.9~2.1；所述種子液的接種量為所述秸稈液體培養基體積的2~6%。