[发明专利]一株高产细菌纤维素的耐高温中间葡糖醋杆菌

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一株高产细菌纤维素的耐高温菌株中间葡糖醋杆菌（Gluconacetobacter intermedius ）1-17及利用该菌高产细菌纤维素的方法。 

背景技术

细菌纤维素（Bacteria cellulose，BC）是一种由细菌发酵产生的天然纤维素的统称。细菌纤维素与植物纤维素具有相同的化学组成，但细菌纤维素的形态结构和超分子结构与植物纤维素有很大的不同，属于典型的生物纳米纤维材料。细菌纤维素是一种新型的纳米级生物材料，其优点有：（1）高化学纯度，细菌纤维素与植物纤维素相比不含果胶质等杂质，用发酵法生产细菌纤维素，提取过程很简单，只需通过稀碱液处理就可以除去培养基和细胞，最终产品质地纯，纤维素含量高，而一般的植物纤维，必须在高温下用浓碱进行强烈消化，才能溶解除去紧贴纤维素的木质素、半纤维素等成分；（2）纤维超细（纳米级），由细菌细胞壁侧的小孔分泌出的相邻几根微纤丝间由氢键相互联接形成的微纤丝束直径为 3-4nm，而由微纤维束联接成的纤维丝带宽度为 30-100nm；（3）高结晶度，细菌纤维素的结晶度高于普通高等植物纤维，而低于藻类和动物纤维；（4）很好的可修饰性，用不同的培养方法，如静态培养和动态培养可以得到不同高级结构的纤维素，并且通过调节培养条件也可以得到化学性质有差异的细菌纤维素；（5）很好的生物亲和性和降解性。细菌纤维素具有较高的生物适应性，在自然界中可以直接降解，不污染环境，是环境友好产品；（6）高的保水性，由于细菌纤维素的超细纳米结构及分子内存在着大量的亲水性基团，使其具有极强吸水和持水保湿能力，一般情况下，持水率高达97％以上；（7）很好的透气性；（8）极佳的形状维持能力和抗撕力，由于细菌纤维素中存在大量羟基，容易形成很强的分子内和分子间氢键，氢键的存在对纤维的杨氏模量和抗拉强度有很重要的影响。细菌纤维素具有的这些优点使其广泛应用于食品行业，医用材料（人造皮肤、血管，组织等），造纸工业，电子行业，高级音响设备振动膜，纳米级复合材料，燃料电池等领域。 

目前产细菌纤维素的微生物有葡糖醋杆菌属（Gluconacetobacter），假单孢杆菌属（Pseudomonas），土壤杆菌属（Agrobacterium），无色杆菌属（Achromobacter）， 气杆菌属（Aerobacter），产碱杆菌属（Alcaligcncs），固氮菌属（Azotobacter），八叠球菌（Sarcina）和根瘤菌属（Rhizobium）等，其中葡糖醋杆菌属是应用最广泛的属。目前葡萄醋杆菌属中已有报道的产细菌纤维素的微生物有7个种，他们分别是G. xylinus，G. medellensis，G. hansenii，G. sacchari，G. intermedius，G. kombuchae和G. swingsii，其中采用G. xylinus生产细菌纤维素的应用最广泛。 

细菌纤维素的生产周期长，通常为10-15d，成本高，产量低，消耗大量的人力物力。已报道产细菌纤维素的菌株其最适温度一般在25-30℃之间，通常为28℃和30℃，温度稍高其生产细菌纤维素的速率和产量均会下降。提高细菌纤维素的产量通常有两种方法，一是通过改善培养基成分和培养条件使得细菌纤维素的产量能够有一定程度的提高，二是对已有菌株进行改造或筛选新的菌株。用于筛选产细菌纤维素菌株的原材料有蔬菜，水果，食醋，发酵产品，土壤等。因此筛选生产效率高和产量高的菌株具有较好的应用价值。 

发明内容

本发明的目的在于提供一株高产细菌纤维素的耐高温菌株中间葡糖醋杆菌（Gluconacetobacter intermedius ）1-17，以及利用该菌株高产细菌纤维素的方法。该菌株在25~40℃的条件下能够快速合成细菌纤维素，最适温度为35~37℃。在培养基中添加0.4%的乳酸钙能够显著提高细菌纤维素的产量，产量达8.7 g/L。 

本发明的发明人从传统发酵食醋醋醅中分离获得的一株中间葡糖醋杆菌（Gluconacetobacter intermedius ）1-17，该菌于2013年10月10日保藏在位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号的中国科学研究院微生物研究所中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.8318。