[发明专利]利用海洋交替单胞菌制备生物絮凝剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物絮凝剂，尤其是涉及一种利用海洋交替单胞菌制备生物絮凝剂的方法。

背景技术

生物絮凝剂是一类由微生物产生的具有絮凝活性的天然生物高分子聚合物，其主要成分包括多糖、蛋白、多肽、核酸以及脂类等(Yim J H,Kim S J,Ahn S H,et al.Characterization of a novel bioflocculant,p-KG03,from a marine dinoflagellate,Gyrodinium impudicum KG03[J].Bioresource Technology,2007,98(2):361-367.)。与传统化学絮凝剂相比，生物絮凝剂具有无毒、无二次污染、生物可降解等优点，因此可以被广泛应用于污水处理、发酵工艺、食品加工等领域(Salehizadeh H,Vossoughi M,Alemzadeh I.Some investigations on bioflocculant producing bacteria[J].Biochemical engineering journal,2000,5(1):39-44.)。自然界中，能够合成生物絮凝剂的微生物涵盖了藻类、细菌、放线菌和真菌(Zhao G,Ma F,Wei L,et al.Using rice straw fermentation liquor to produce bioflocculants during an anaerobic dry fermentation process[J].Bioresource technology,2012,113:83-88.)。然而，目前阻碍生物絮凝剂发展的主要原因包括：产量低、絮凝活性不及化学絮凝剂、生产成本高(He N,Li Y,Chen J.Production of a novel polygalacturonic acid bioflocculant REA-11 by Corynebacterium glutamicum.[J].Bioresource Technology,2004,94(1):99-105.)。因此，继续筛选高产生物絮凝剂的菌株、优化发酵工艺提升絮凝活性、降低生产成本是解决当前生物絮凝剂应用局限性的重要思路。

海洋占地球表面积的71％，在辽阔的海洋中蕴藏着丰富的微生物资源。海洋微生物生活在海洋高盐、高压、低温、低营养或无光照等特殊环境之中，这就使海洋微生物能产生陆栖微生物所不能产生的结构新颖、作用独特的生物活性物质(王磊，宿红艳，杨润亚等.海洋交替单胞菌YTW-10抗植物病原真菌活性物质的发酵条件研究[J].鲁东大学学报，2011，35(7)：14-19)。Alteromonas属在海洋中分布广泛，最近的一项研究以Alteromonas属的菌株为实验菌株，发现单一菌株也可以对表层海水的碳循环做出与整个自然菌群相当的贡献，说明Alteromonas属的菌株在自然环境中扮演着重要的角色(Pedler B E,Aluwihare L I,Azam F.Single bacterial strain capable of significant contribution to carbon cycling in the surface ocean[J].Proceedings of the National Academy of Sciences,2014,111(20):7202-7207.)。作为多种环境中的优势菌株，Alteromonas属已经应用于不少领域。王磊等人的研究表明海洋交替单胞菌YTW-10能够对小麦赤霉病菌、西瓜枯萎病菌和玉米弯胞病菌有明显的抑制效果(王磊，宿红艳，杨润亚等.海洋交替单胞菌YTW-10抗植物病原真菌活性物质的发酵条件研究[J].鲁东大学学报，2011，35(7)：14-19)；鲜海军分离出的腐败交替单胞菌(Alteromonas putrefaciens)能够对对21种在印染工业中常用的分属偶氮染料类、三苯甲烷染料类和蒽醌类染料均具有较强的脱色能力(鲜海军.对两株具有多种染料脱色能力的腐败交替单胞菌(Alteromonas putrefaciens)的研究[J].应用与环境生物学报，2002，8(3)：294-297)；侯士昌等人筛选出的交替单胞菌属可以高效降解褐藻酸(侯士昌，温少红，唐志红等.一株高效褐藻酸降解菌的筛选、鉴定及其发酵条件的优化[J].研究报告，2014,38(7)：20-26)。目前，已有文献报道Alteromonas属的菌株可产多糖。Zilian Zhang等人研究了D-氨基酸对Alteromonas macleodii Strain JL2069所产胞外多糖的影响(Zhang Z,Li Z,Jiao N.Effects of d-Amino Acids on the EPS Production and Cell Aggregation of Alteromonas macleodii Strain JL2069[J].Current Microbiology,2014,68(6):751-755.)；Ananya Mehta等人研究了Alteromonas macleodii合成的多糖在纳米银生物质矿化方面的应用(Mehta A,Sidhu C,Pinnaka A K,et al.Extracellular polysaccharide production by a novel osmotolerant marine strain of Alteromonas macleodii and its application towards biomineralization of silver[J].PloS one,2014,9(6):e98798.)；而LeT等人重点研究了Alteromonas macleodii所产多糖的结构数据(LeT,Cérantola S,Ropartz D,et al.Structural data on a bacterial exopolysaccharide produced by a deep-sea Alteromonas macleodii strain.[J].Carbohydrate Polymers,2012,90(1):49–59.)。然而，目前尚未有Alteromonas属的菌株与生物絮凝剂的合成相关的研究。