[发明专利]枯草芽孢杆菌Bacillus sp.A-5及其用途

说明书

本发明提供一种枯草芽孢杆菌Bacillus sp.A‑5及其用途。所述枯草芽孢杆菌Bacillus sp.A‑5的保藏号为CCTCC NO：M2019157。采用枯草芽孢杆菌Bacillus sp.A‑5发酵制备γ‑聚谷氨酸转化率超过75%，分子量超过4000 KDa，远远高于现有技术中的转化率。

技术领域

本发明涉及一种枯草芽孢杆菌Bacillus sp.A-5及其用途，属于生物工程领域。

背景技术

γ-聚谷氨酸是一种由若干个谷氨酸单体(D型或L型)通过γ-酰胺键连接而成的一类阴离子型多肽聚合物，可由化学方法或微生物发酵合成，分子量多在100-1000kDa之间，其平均分子量约为1.23×10⁴KDa。γ-聚谷氨酸没有典型的肽链结构，基本骨架呈直链纤维状。γ-聚谷氨酸作为一种对环境无污染的新型高分子绿色生物产品，具有可降解性、成膜性、成纤性、可塑性、粘结性等独特的理化性能，可应用于医药制造、食品加工保鲜、化妆品、制造业、农业等许多领域。

微生物发酵生产制备γ-聚谷氨酸的优点在于生产成本低，环境污染小，可控性强。国内外已对γ-聚谷氨酸的发酵工艺进行了广泛的研究，包括液体深层发酵和固体发酵的配方和培养工艺为主。γ-聚谷氨酸的生产菌株分为谷氨酸依赖型和谷氨酸非依赖型，由于后者的γ-聚谷氨酸产量较低，因此生产和研究多为谷氨酸依赖型菌株。谷氨酸依赖型菌株需要在发酵培养基中添加一定量的谷氨酸作为前体，且谷氨酸添加量较大，转化率较低，利用率不足50％，使生产成本居高不下，严重阻碍了γ-聚谷氨酸的应用发展。重要的是，分子量的大小与γ-聚谷氨酸的用途密切相关。例如低分子量的γ-聚谷氨酸最适合应用到农业中，而用在其他领域则效果不佳。而用作污水处理方面的γ-聚谷氨酸要求分子量特别大(1500KDa以上)，否则絮凝杂质的效果会显著降低。而以往微生物发酵中菌株自身特性、通气量问题及发酵体系中存在的γ-聚谷氨酸分解酶对γ-聚谷氨酸产生水解作用等，使得γ-聚谷氨酸在大量生产中存在产量、分子量不稳定的问题。因此，探索发酵产高分子量γ-聚谷氨酸及其稳定充分表达的最优培养条件是发酵生产的基础和关键。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种枯草芽孢杆菌Bacillus sp.A-5及其用途，用于解决现有技术中γ-聚谷氨酸生产效率低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种枯草芽孢杆菌Bacillus sp.A-5，所述枯草芽孢杆菌Bacillus sp.A-5的保藏号为CCTCC NO：M2019157。

本发明采用的微生物是发明人从家庭自制纳豆中筛选得到。同时对其分泌物进行分离纯化，通过溶解性试验、紫外-可见光谱扫描(UV)和化学鉴定、傅里叶红外扫描光谱分析(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、高效液相色谱(HPLC)和UPLC-Q-TOF-MS对纯化产物进行了结构鉴定，最终确定其分泌物为γ-聚谷氨酸。

本发明的芽孢杆菌菌株于2018年12月送交浙江大学嗜极微生物实验室进行形态特征鉴定，鉴定结果为：

形态特征为：37℃培养箱培养过夜，菌落呈不规则圆形，乳白色，边缘不整齐，不透明；革兰氏染色呈阳性；显微镜下观察呈杆状，可形成芽孢；大小为(1.20～3.00)μm×(0.45～1.40)μm，两端钝圆。

A-5菌株的主要生理特性为：碱性磷酸酶，酯酶(C4)，酯酶脂肪酶(C8)，酸性磷酸酶，naphthol-AS-BI-phosphohydrolase均为阳性；能还原硝酸盐，水解精氨酸、尿素、β-葡萄糖苷的能力，有明胶液化能力，且同化葡萄糖，麦芽糖和葡萄糖酸盐反应为阳性，V-P试验、接触酶试验和甲基红试验均为阳性。