[发明专利]一种热反硝化地芽孢杆菌HX-4及其生产纤维素酶的方法和应用

说明书

本发明涉及一种热反硝化地芽孢杆菌HX‑4及其生产纤维素酶的方法和应用。所述热反硝化地芽孢杆菌HX‑4的保藏编号为CGMCC NO.24155；该热反硝化地芽孢杆菌HX‑4可制备纤维素酶，将所述菌株接种到LB培养基中培养制成种子液，将生长至对数生长期的种子液，按3%~5%的接种体积接种至发酵培养基中培养得到含纤维素酶的发酵液。本发明提供的热反硝化地芽孢杆菌HX‑4能在55℃~70℃的条件下正常生长，其产生的纤维素酶活可达到33.52U/mL，应用于污泥‑稻壳粉混合堆肥后，其纤维素含量下降26.81%，在污泥及畜禽粪便等固体废弃物资源化处置利用领域具有极大的应用价值。

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，具体涉及一种热反硝化地芽孢杆菌HX-4及其生产纤维素酶的方法和应用。

背景技术

稻壳、植物秸秆、污泥、畜禽粪便等有机固体废弃物中含有大量的植物纤维素，植物纤维素结构复杂且较难降解，很难有效实现资源化利用。现阶段，国内外对于植物纤维素高效稳定的资源化利用基本依靠生物法，利用微生物产生的纤维素酶降解纤维素，将其制成生物肥料。好氧堆肥是实现有机固体废弃物资源化利用的主流处理方式，堆肥腐熟是由微生物主导的生理生化过程，其前提是能够获取具有高效降解纤维素能力的微生物。有机固体废弃物堆肥腐熟过程常常伴随着放热，使堆肥内部的温度升高至60℃～70℃，能产生纤维素酶的超嗜热菌在堆肥方面更具有优势。

目前的纤维素降解菌分解纤维素的效果不佳，纤维素降解菌产酶量相对较少，特别指在堆肥内部温度升高后产酶能力下降明显，不能满足人们对高效纤维素酶菌种在超高温环境下的要求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种热反硝化地芽孢杆菌HX-4及其生产纤维素酶的方法和应用，该菌株能在超高的温度下产生高活性的纤维素酶，具有良好的纤维素降解效果。为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案。

一种热反硝化地芽孢杆菌HX-4，其分类名称为热反硝化地芽孢杆菌HX-4（ Geobacillus thermodenitrificans），该菌株于2021年12月21日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏编号为CGMCC NO.24155，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。

上述热反硝化地芽孢杆菌HX-4，能在55℃~70℃的条件下正常生长，其产生的纤维素酶酶活可达到33.52U/mL，应用于污泥稻壳粉混合堆肥中能将混合堆肥的纤维素含量降低26.81%，在污泥、稻壳和/或畜禽粪便等纤维素质固体废弃物资源化处置利用领域具有极大的应用价值。

上述热反硝化地芽孢杆菌HX-4-的培养方法，在温度为55℃~70℃、pH为6.5~8.0、转速为180r/min~220r/min的培养条件下培养24h~48h。

优化的培养条件为：培养温度65℃，pH 7.0，转速190r/min，培养时间32h。

上述优化的培养条件可以进一步提高热反硝化地芽孢杆菌HX-4的繁殖速度和产纤维素酶效率。

利用上述热反硝化地芽孢杆菌HX-4生产纤维素酶的方法，包括以下步骤。

步骤一：将所述热反硝化地芽孢杆菌HX-4接种到pH为7.0的LB培养基中进行培养，制成种子液；

步骤二：将生长至对数生长期的热反硝化地芽孢杆菌HX-4种子液，按3%~5%的接种体积接种至发酵培养基中，在55℃~70℃、pH为6.5~8.0、转速为180r/min~220r/min的条件下培养60h~84h，得到含纤维素酶的发酵液。

优选地，上述生产纤维素酶的方法中优化培养条件为：培养温度65℃，pH7.0，转速190r/min。