[发明专利]一株羽毛高效降解菌株及其应用

说明书

本发明公开了一株羽毛高效降解菌株，其分类命名为金黄杆菌(Flavobacterium tirrenicum)，菌株号X‑Y4，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 2019286，保藏日期为2019年4月23日。本发明还公开了上述金黄杆菌在降解羽毛制备脯氨酸中的应用。本发明所选育的菌株可有效解决废弃羽毛的再生利用，可用作农田灌溉的液体肥料，实现生物质资源的综合利用，同时减少家禽养殖对环境的污染。由于该菌降解能力较强，发酵周期短，其发酵液中脯氨酸含量在92％以上。富含脯氨酸的发酵液可制备成液体肥，具有促进植物生长、缓解盐胁迫和缓解酸胁迫等作用，增强了作为肥料的营养价值和利用率。

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体涉及一株羽毛降解菌及其应用。

背景技术

动物的大量消费产生许多羽毛废弃物，传统处理方法主要为填埋、焚烧和产气，对环境造成很大危害。利用家禽羽毛制备动物饲料的研究较早，已经取得一定规模的应用发展，但羽毛中90％的角蛋白未被高效利用，造成可利用资源的浪费。角蛋白作为羽毛的主要成分，已经应用于化妆品行业，或作为复合材料、纤维制品的组分被利用。我国的角蛋白资源极其丰富，尤其在现代农业中，大规模的家禽养殖产生了大量的角蛋白废物，其中羽毛废弃物产量最多，年产量达70多万吨。据测定，羽毛角蛋白的粗蛋白含量约在80％以上，氨基酸含量在70％以上，还含有常量元素、微量元素、维生素以及一些未知生长因子。因此羽毛角蛋白废弃物经过适当的处理具有十分广泛的用途。

角蛋白因大量二硫键的交联成为复杂的三维网状结构，具有良好的稳定性和难溶性，一般方法很难将其水解，由此引发羽毛降解方法的研究热潮。目前常用途径有物理降解法、化学降解法和生物技术法。尽管物理、化学方法研究较早，但存在破坏氨基酸结构、产物单一以及产物稳定性差等缺点。相对于传统物理、化学方法，用生物技术法处理废弃羽毛角蛋白，具有反应条件温和、产物回收率高、环境友好、可节约能源等诸多优点。生物技术法主要包括酶解法和微生物降解法。微生物降解法即利用微生物产生角蛋白酶降解角蛋白的特性，将角蛋白彻底降解为多肽和氨基酸，为羽毛的深入利用提供了可能。而其中脯氨酸是一种可溶性有机物，可调节细胞质中的渗透势，在受胁迫细胞的防御机制中起重要作用。脯氨酸主要是通过保持渗透平衡、稳定膜和蛋白等亚细胞结构以及清除活性氧，保护细胞抵御盐胁迫不利影响。脯氨酸降解可以提供碳源、氮源和能量。环境胁迫下，外施脯氨酸能够提高植物的抗逆性。

现有技术中未见可以高效将羽毛降解为高纯度脯氨酸的菌株的报道。

发明内容

本发明提供一种可高效降解废弃羽毛的菌株，该菌株可将羽毛降解为高纯度的脯氨酸。

本发明还要解决的技术问题是提供上述羽毛在发酵制备脯氨酸中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一株羽毛高效降解菌株，其分类命名为金黄杆菌(Flavobacterium tirrenicum)，菌株号X-Y4，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 2019286，保藏日期为2019年4月23日，保藏地址为中国武汉武汉大学。

本发明涉及的高效羽毛降解的Flavobacterium tirrenicum X-Y4，具有如下生物学特征:形态学特征:菌体杆状，不产孢子，无运动性，革兰氏染色呈阴性，在营养琼脂培养基上形成黄色群落(如图1所示)。

筛选的过程，包括如下步骤：

a.选择培养基的制备

b.羽毛降解菌的初筛

c.羽毛降解菌的复筛

所述步骤a可以进一步包括：制备羽毛固体培养基、制备羽毛液体培养基。