[发明专利]一株肠源凝结魏茨曼氏菌RS804及其应用

说明书

本发明公开了一株肠源凝结魏茨曼氏菌RS804及其应用。本发明提供了一种能够高效利用甜菜蔗糖的肠源凝结魏茨曼氏菌RS804，所述菌株具备一定的耐温耐酸性能，有较好的纤维素酶、木聚糖酶和淀粉酶等多糖水解酶酶活，能进行边糖化边发酵产L‑乳酸。另外，所述肠源凝结魏茨曼氏菌RS804还能够代谢产生一定含量的细菌素，能够有效抑制巨大普里斯特氏菌、枯草芽孢杆菌等具备一定竞争性的菌株，有助于防治发酵染菌。本发明公开的肠源凝结魏茨曼氏菌RS804对降低L‑乳酸发酵的生产成本，提高L‑乳酸产率具有重要的意义。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及涉及一株肠道来源的凝结芽孢杆菌RS804及其应用；具体涉及一株可利用甜菜蔗糖发酵生产L-乳酸的凝结芽孢杆菌RS804及其应用。

背景技术

乳酸(lactic acid)，亦名α-羟基丙酸，分子式为CH₃CHOHCOOH，相对分子质量为900.8，是一种结构简单且较常见的有机酸，广泛存在于人体、动植物和微生物中。由于乳酸分子中存在一个不对称的碳原子，故其存在旋光性，分别为L-乳酸(右旋型)，D-乳酸(左旋型)，DL-乳酸(消旋型)。作为一种重要的日用化学品，是目前世界公认的三大有机酸之一，广泛应用于医药、食品、化工、纺织、化妆品及环保等各个工业领域。特别是以高光学纯度L-乳酸为原料制备的聚乳酸(polylactic acid，PLA)，是一种具有生物降解性和生物相容性的新型非石油材料，被认为是一种很有前途的可循环再生聚合物。

目前，L-乳酸的生产方法主要为发酵法，其中使用最多的是乳杆菌属(Lactobacillus)和魏茨曼氏菌属(Weizmannia)的微生物，其中凝结魏茨曼氏菌(旧称凝结芽孢杆菌，Bacillus coagulans)因为能形成孢子，具有抗逆性强、淀粉酶系发达、生长速度快、产物光学纯度高等优点，被公认为是L-乳酸生物发酵的最优良菌种之一。乳酸主要是微生物通过利用葡萄糖、淀粉或蔗糖等为碳源代谢发酵产生，如何降低乳酸的生产成本已经成为近来的一个研究热点。因为其碳源原料占L-乳酸生产成本的很大比例，若用精制糖类生产L-乳酸，虽会一定程度上降低产品后处理的成本，但精制糖类的价格普遍较高，不仅会拉高总体成本，并且以传统粮食作物来源的精制糖类为底物进行乳酸的生物炼制还会造成“与人争粮”的局面，所以此法亦是不经济的。甜菜作为可再生的能源作物，是取之不尽的可再生资源。而以甜菜制糖(主要为蔗糖)为乳酸发酵底物，既可以解决原料来源受限制和原料成本高的问题，同时可以充分利用甜菜制糖副产物——甜菜糖蜜，提高L-乳酸发酵产率和地源性原料的利用率。基于这些优势，利用甜菜制糖发酵产L-乳酸是工业化生产乳酸的一个很好的发展方向。

凝结魏茨曼氏菌作为主流的L-乳酸发酵菌株，虽然产量很高，但仍存在发酵周期长、容易染其它芽孢杂菌、生产效率不高、光学纯度低等缺点。如何选育具备高效利用甜菜制糖产物，并能够耐受高浓度的底物和终产物渗透压，维持细胞生长和酶活性，获得高生产率的菌株正成为L-乳酸菌株育种研究的关键。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供能够高效利用甜菜蔗糖发酵产L-乳酸的凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)及其发酵产生L-乳酸的应用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一株肠源凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)RS804，其特征在于，所述肠源凝结魏茨曼氏菌RS804于2022年8月10日保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏号为GDMCC No:62692，保藏地址为广州市先烈中路100号大院59号楼5楼。

本发明提供的凝结魏茨曼氏菌RS804是通过在健康哺乳母猪粪便中分离得到的出发菌株W103经原生质体的ARTP诱变选育得到。其生长迅速，遗传性状稳定，具有一定淀粉酶、木聚糖酶和纤维素酶合成能力，且同时能够高效利用甜菜糖为碳源发酵生产L-乳酸。

进一步地，本发明还要求保护所述的肠源凝结魏茨曼氏菌RS804在发酵中的应用。