[发明专利]一株活性嗜热菌及其应用

说明书

技术领域

本发明属于功能微生物筛选、应用技术领域，具体涉及一株嗜热菌株及其应用，即一株能够生产活性生物乳化剂的菌株，以及该菌株转化葡萄糖来分泌胞外生物乳化剂的应用。 

背景技术

表面活性剂是同时含亲水和亲油基团，在很低浓度下就能显著降低溶剂表面张力或液-液界面张力的两亲分子化合物的总称。结构上的特点决定了表面活性剂多种理化性质，如双亲性，溶解性，表面吸附等，广泛应用在石油工业，环境工程，食品工业和皮革、建筑、化妆品等领域。 

许多生物来源的分子也具有亲水和亲油基团，表现出很高表面活性，通常把具有亲水和亲油活性的，由微生物、动物或植物产生的天然表面活性剂称为生物表面活性剂（Biosurfactants）。生物表面活性剂具有选择性好、用量少、无毒、可降解、无污染、可引入新化学基团等优点。生物表面活性剂在降粘，提高原油采收率，石油污染土壤的生物修复等石油工业和环境工程领域具有广泛的应用。而能够生产生物表面活性剂的微生物由于其极强的环境适应能力，快速繁殖能力和降解石油类污染物的高活性，在石油污染修复中应用最为广泛，效果也最好。在石油污染地区接种微生物，使微生物产生生物表面活性物质，加速对烃类的乳化分解也是目前普遍采用的污染治理方法。 

研究发现生产生物表面活性剂的微生物中，有的只在降解利用烃类等疏水性碳源时才形成表面活性剂，而有的微生物则只在利用水溶性碳源时才形成表面活性剂，也有的微生物在两类碳源中都能合成生物表面活性剂。而且，目前生物乳化剂的菌株在应用方面的存在如下的问题：1，活性不稳定，多数在实验室条件下活性强的菌株无法应用于实际生产；2，环境适应能力差，实际环境同实验室条件差异过大，如油藏温度多在30-70℃，而实验室一般培养条件为25-30℃，造成微生物无法在实际环境中正常生长和产生活性；3，代谢产物产量低，活性弱，导致在运输和应用方面成本过高，使用效果不理想。因此，筛选具有实用价值的生产生物表面活性剂的微生物就具有重要的意义。 

发明内容

本发明的目的是提供一种能够代谢生产生物表面活性剂的嗜热微生物菌株，以及该菌株转化葡萄糖来分泌胞外生物乳化剂的应用，从而弥补现有技术的不足。 

本发明首先提供一种嗜热微生物，为地衣芽孢杆菌属XS2菌株（Geobacillus pallidus），该菌株的保藏号为CMCCC No.8338，于2013年10月15日保藏位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。 

本发明的XS2菌株用于发酵生产胞外生物乳化剂； 

本发明还提供一种发酵生产胞外产物的方法，是用XS2菌株转化葡萄糖来发酵生产胞外生物乳化剂； 

其中用于发酵的培养基，包含有如下质量百分比的组分：葡萄糖2%，硝酸钠0.3%，磷酸二氢钾0.042%，磷酸氢二钾0.12%，硫酸亚铁0.005%，硫酸镁0.05%，氯化钙0.005%；培养基pH为7.5； 

将发酵液混合于等体积甲醇混合，-20℃冷冻过夜后，6000rpm离心20min，弃去上清得到乳化剂粗品； 

本发明筛选的XS2菌株所生产的生物乳化剂具有很强的乳化稳定性，发酵原液对液体石蜡的乳化稳定性24h后仍保持68.6±0.4%； 

本发明中的嗜热菌XS2对pH，温度，盐分具有很强的耐受能力，具有对石油污染环境和油藏环境广泛的适应能力。菌株XS2生产的活性生物乳化剂，具有产量高，活性稳定，适应性强，生产成本相对低廉等优点，可以应用于微生物提高石油采收率，修复环境污染及化工行业，这在提高我国工业生物乳化剂的应用范围和效率方面具有较强的开发潜力。 

附图说明

图1：碳源对本发明菌株代谢合成生物乳化剂的影响图； 

其中：1-果糖2-半乳糖3-蔗糖4-麦芽糖5-异辛烷6-食用油7-阿拉伯糖8-葡萄糖9-鼠李糖10-液体石蜡11-乳糖12-大豆卵磷脂13-淀粉14-壳聚糖； 

图2：氮源对本发明菌株代谢合成生物乳化剂的影响图； 

图3：乳化剂生产过程中各参数变化规律图； 

图4：分批补料发酵菌体浓度和乳化剂产量变化图； 

图5：不同空隙岩芯模拟发酵液提高石油采收率参数变化图。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的菌株进行详细的描述。 

实施例1：产生物表面活性剂菌株的筛选