[发明专利]一种芽孢杆菌及其制备依克多因的方法

说明书

本发明公开了一种芽孢杆菌及其制备依克多因的方法。本发明首先从湖南辣蓼草根部分离到一株具有依克多因分泌特性的菌株，然后经鉴定为芽孢杆菌Bacillus atrophaeus QYJ37，该菌株的保藏编号为GDMCC No:62486。上述菌株QYJ37在37℃下无盐度和有氧发酵培养，产生依克多因，发酵产量为7.348g/L。利用该菌株制备依克多因，工艺简单，原料廉价，绿色环保，具有潜在的工业化应用前景。

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，具体涉及一种芽孢杆菌及其制备依克多因的方法。

背景技术

依克多因，化学名称为(S)-2-甲基-3,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸，简称四氢嘧啶，CAS号为96702-03-3，分子式为C₆H₁₀N₂O₂，分子量为142.1，是一种环状氨基酸。依克多因可作为保湿剂，既可以防止皮肤干燥和衰老，又能减少紫外线对皮肤的伤害。因此，依克多因广泛应用于抗皱类、紧致类、修护类、抗衰老类护肤品。

目前，依克多因是通过细菌挤奶的方法来获得。细菌挤奶是通过反复的高渗和低渗来刺激生产菌，使依克多因在细胞内积累而最终向培养基中排出的工艺。因为依克多因的合成受到渗透压的调控，目前四氢嘧啶的高产普遍依赖于高的盐浓度。但在发酵过程中使用高盐度培养基不仅对发酵罐系统的设备成本、设计和耐用性产生了明显的限制，同时高盐废水处理的压力巨大。另外，该过程还涉及复杂的过程操作策略，从而增加生产成本。另外，非常高的细胞外盐浓度也会给细胞稳态和蛋白的结构功能带来巨大负面影响，对细胞生长及功能产生不利影响。

为了消除高盐度发酵的问题，寻找一些降低盐度或无盐度要求的发酵菌种来生产依克多因，既可以降低生产成本、简化工艺，又可以减少废水处理难度、绿色环保，具有重要的实际意义。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一株芽孢杆菌Bacillus atrophaeus QYJ37。该菌株于2022年5月19保藏于广东省微生物菌种保藏中心(GDMCC)，地址：广东省广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，邮编：510070，保藏编号为：GDMCC No：62486。该菌株在无盐度和有氧发酵下可产生依克多因，其制备工艺简单，原料廉价。

本发明从湖南辣蓼草根部分离到一株生长速度快、具有依克多因分泌特性的菌株Bacillus atrophaeus QYJ37。该菌株的菌落特征如图1所示，菌落近圆形但边缘凹凸不平，不透明，菌苔隆起、表面褶皱状、表面不粘稠似果冻，经24小时培养，菌落直径达10-15mm。16S rRNA序列如SEQ ID NO.1所示。芽孢杆菌Bacillus atrophaeus QYJ37的显微镜照片如图2所示，革兰氏染色为阳性，短杆状，孢子位于细胞中央，有氧生长。

本发明的第二个目的是提供所述的芽孢杆菌Bacillus atrophaeus QYJ37在制备依克多因中的应用。

本发明的第三个目的是提供一种制备依克多因的方法，该制备方法采用所述的芽孢杆菌Bacillus atrophaeus QYJ37进行发酵，包括以下步骤：

(1)种子液培养：将所述的芽孢杆菌Bacillus atrophaeus QYJ37菌株接种于种子培养基中摇床培养16～24h，得到种子液；

(2)有氧发酵：将种子液接种于发酵培养基中培养24～48h，得到含依克多因的发酵液。

优选的，所述的种子培养基或发酵培养基的组分及含量为：牛肉浸出粉2g/L、可溶性淀粉1.5g/L、酪蛋白酸水解物17.5g/L，溶剂为水。

优选的，所述接种的接种量为以体积比1～5％。

优选的，所述培养的培养温度为37℃。

本发明的第四个目的是提供所述的制备方法在生产依克多因中的应用。