[发明专利]一株腈化物降解菌及其在生产丙烯酸中的应用

说明书

本发明属于生物技术领域,特别涉及一株腈化物降解和丙烯酸生产菌的应用。本发明提供了一种腈化物生物降解方法，获得了一株可转化丙烯腈合成丙烯酸的细菌，结合形态、生理生化特性以及16S rDNA测序分析,将其鉴定为辛芳芳菌Xinfangfangia sp.DLY26。该菌已于2019年1月2日保藏于中国典型培养物保藏中心。其保藏编号为CCTCC No：M 2019001。在腈类化合物为唯一碳源的培养基中，该菌能够降解丙烯腈、3‑氰基吡啶、4‑氯丁腈、己二腈、正戊腈和二甲基戊二腈。对于丙烯腈的转化率可达79.4％。在2‑8个小时内,丙烯酸的生产效率约为167mg‑323mg每小时每克干细胞。本发明对于相关化工领域、环境污染治理领域等，具有重大的应用前景。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一株腈化物降解菌及其在生产丙烯酸中的应用。

背景技术

腈类化合物是一种重要的有机化工原料，同时也是一种有刺激性气味的有毒物质。在合成橡胶、石油炼制过程的污水中含有众多不同种类的腈类化合物，丙烯腈就是其中的一种重要有毒成分。相比于物理法、化学法在处理腈类化合物过程中的副产物，人们更倾向于采用对环境无害的生物法处理污水中的腈类化合物。生物法相较于物理法和化学法而言，具有反应条件温和、运行稳定且成本低廉的特点。自19世纪以来，利用生物法处理废水中的有机物已成为世界各国的主要方法。利用微生物的代谢功能将废水中的腈类和酚类等有机物降解为水和二氧化碳等，从而达到废水的净化效果。

作为一种重要的有机原料，丙烯腈在工业生产和使用过程中造成了严重的环境污染，这使得微生物在转化腈类物质的领域得到了快速发展。国内外学者不断发现并分离出一系列能够利用腈类物质的细菌、真菌等，应用于生物合成、污染物降解等领域。迄今为止，未见有辛芳芳菌降解腈类化物的报道。

发明内容

本发明的目的在于针对生产实践中的实际问题和需求，提供一种腈化物降解菌。

本发明的另一目的是提供该菌在生产丙烯酸中的应用。

本发明提供的腈化物降解菌株是一株革兰氏染色反应阴性菌，已于2019年1月2日保藏于中国典型培养物保藏中心(地址：中国，武汉，武汉大学；邮编：430072)。分类命名为辛芳芳菌(Xinfangfangia sp.)DLY26。保藏编号为CCTCC No：M 2019001。

腈化物降解菌主要生物学特性为：无鞭毛，棒状，无运动性，最适生长pH为7.0，最适生长温度为30℃，最适NaCl生长浓度范围为1％(w/v)。

腈化物降解菌菌落在TSA培养基(青岛海博生物，中国)表面呈现乳黄色，菌落表面光滑、粘稠、颜色均一。

本发明提供了所述腈化物降解菌降解：丙烯腈、3-氰基吡啶、4-氯丁腈、己二腈、正戊腈和二甲基戊二腈的方法。

本发明还提供了一种所述腈化物降解菌生产丙烯酸的方法,包括如下步骤：制备种子液：按10％接种量接种辛芳芳菌DLY26至含10mM丙烯腈(作为唯一氮源)的腈化物降解用基础培养基，振荡培养48h，收集菌体沉淀；利用丙烯腈生产丙烯酸：取20mM丙烯腈的基础培养基，加入种子液，30℃、150rpm振荡培养104h。0-8h每隔2h取样一次，9-32h每隔12h取样一次，33-104h每隔24h取样一次；每次取样5mL；每次取样后在培养体系中加入20mM丙烯腈，用气相色谱法检测丙烯腈的产量。

本发明对于相关化工领域、环境污染治理领域等，具有重大的应用前景。

附图说明

图1为菌株DLY26的照片。

图2为系统发生树。

图3为细菌生长曲线。

图4为气相色谱法检测的色谱图。

图5为振荡培养的各个时间点丙烯腈的降解率。

具体实施方式