[发明专利]一种提高Haloferax mediterranei发酵聚羟基脂肪酸酯产量的方法

说明书

本发明提出一种提高Haloferax mediterranei发酵聚羟基脂肪酸酯产量的方法。本发明中，通过建立电磁场装置，并在施加在以H.mediterranei菌为接种物的发酵系统外部，电磁场的大小为110mT，刺激了H.mediterranei对底物的吸收和对PHA的代谢，实现H.mediterranei对底物碳源的利用率提高22.4％，H.mediterranei细胞中PHA的含量达到76.7％，提高了20.8％。本发明可以提高H.mediterranei的PHA产率，降低PHA的生产成本。

技术领域

本发明提出一种提升地中海富盐菌Haloferax mediterranei(H.mediterranei)发酵生产聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates,PHAs)产量的方法。本发明属于生物发酵领域，具体涉及聚羟基脂肪酸酯的生产。

背景技术

PHA是一种微生物在生长代谢不平衡条件下在细胞内合成的一种高分子聚合物。PHA具有的生物可降解性、生物相容性等特殊性质，使其在食品、医药、工业、农业等领域有着广阔的应用前景，尤其是可以作为石油基塑料的理想替代品。

作为一种极端嗜盐古菌，H.mediterranei有较好的PHA积累能力。在发酵中，工业优化发酵条件提升PHA细胞含量，从而提高PHA的生产效率，降低PHA的生产成本。例如，专利申请号CN108103114A，通过改变发酵液中NaCl的浓度，促进了H.mediterranei对PHA的生产，将PHA的含量由57％提高到71％。此外，专利申请号CN103451201A通过基因编辑的手段，将H.mediterranei基因组中的胞外多糖合成基因敲除，使胞外多糖合成基因簇表达的一种蛋白功能缺失，减少EPS的分泌，使得H.mediterranei胞内的PHA含量提高了20％。专利申请号TW1395814B1通过基因编辑合成了PHA合成酶基因maoC_H13，使PHA合成酶活性提高，促进了极端嗜盐古菌的PHA生产。但是，通过基因编辑的方法提高H.mediterranei的PHA细胞含量具有操作精密度高、难度大，药剂成本和菌种维持成本高等问题。

为了提升野生H.mediterranei的PHA生产能力，本发明提供了一种通过施加电磁场的方式来促进H.mediterranei生产PHA的方法。本方法不用改变发酵液组分，不进行基因工程的操作。只是通过构建发酵的物理环境可以提高H.mediterranei中PHA的含量，提高PHA的产率，进而降低PHA的生产成本。

发明内容

本发明提供的嗜盐古菌为地中海富盐菌Haloferax mediterranei，购置于中国普通微生物菌种保藏管理中心，其保藏编号为CGMCC 1.3716。

本发明的目的是提高地中海富盐菌H.mediterranei的发酵产PHA产量。

本发明调控地中海富盐菌H.mediterranei的PHA产量，其特征在于：在开放发酵的环境下，通过在外部施加特定强度的磁场，提高PHA产量。即利用磁场生物作用提高H.mediterranei的PHA产量。

本发明提出一种利用电磁场强化地中海富盐菌H.mediterranei发酵产PHA的装置，包括：

(1)发酵罐，(1.1)控温装置，(1.2)磁场检测装置高斯计，(2)pH自动控制系统，(2.1)氢氧化钠调节液，(3)曝气泵，(3.1)气体流量计，(3.2)曝气盘，(4)电磁铁主体装置，包含：(4.1)电磁铁水槽，(4.2)电磁铁螺旋线圈，(4.3)低温循环水箱，(4.4)稳压直流电源。