一株耐受高濃度甲醇的甲基單胞菌及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及微生物應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一株耐受高濃度甲醇的甲基單胞菌及 其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 全世界蘊(yùn)藏著巨量的甲燒，其主要分布在西伯利亞沼澤（約有近8百億噸）、南北 極冰原（約蘊(yùn)藏5千億噸）及海底中（約有2. 5~10兆噸），同時地球上還有大量的非常 規(guī)甲燒來源如煤層甲燒、垃圾場廢氣、沼氣和海洋甲燒水合物，及由焦?fàn)t氣和煉廠氣回收的 甲燒。甲燒是溫室氣體，對大氣的暖化威力比二氧化碳強(qiáng)23倍。目前人類對甲燒的利用主 要是當(dāng)作燃料燃燒。將甲燒轉(zhuǎn)變成更高價值的化學(xué)品和液體燃料能提供重大的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境 和戰(zhàn)略利益。
[0003] 目前工業(yè)化甲燒轉(zhuǎn)化工藝是間接的，主要分S步，該些復(fù)雜的多級工藝在苛刻條 件下操作如；在800-1000°C、20-30大氣壓下蒸汽轉(zhuǎn)化；在1200-1500°c下部分氧化；在 200-300°C、50-100大氣壓下甲醇合成。而微生物卻能在常溫常壓下轉(zhuǎn)化甲燒生成碳鏈長 短不一的各種代謝中間物。該使得微生物轉(zhuǎn)化甲燒成為一種非常具有潛力和前景的生物技 術(shù)。
[0004]商業(yè)化的生物轉(zhuǎn)化甲烷烴歷了S個階段；1)生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白。2)利用甲燒單加氧 酶制備環(huán)氧丙烷。3)生物降解氯化物污染物。但是目前為止只有利用甲燒單加氧酶制備環(huán) 氧丙烷取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。限制微生物轉(zhuǎn)化甲燒的產(chǎn)業(yè)化的一個重要因素是生長速率 低。
[0005]甲醇是甲燒轉(zhuǎn)化工藝的主要產(chǎn)物，同時也是煤化工的主要產(chǎn)物，是C1化工的基 礎(chǔ)，原料來源廣泛，最大的用途是生產(chǎn)其它含氧有機(jī)化學(xué)品，如甲醒、己酸和離類。甲醇的生 物轉(zhuǎn)化的研究還處于實驗室水平，W甲醇為底物發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白，是生物技術(shù)在甲醇 產(chǎn)品開發(fā)中最典型的應(yīng)用。甲醇雖然能夠被大部分甲燒氧化菌直接利用，但是具有較強(qiáng)的 生理毒性，已報道的甲燒氧化菌耐受甲醇的能力較差，如MethyLomonasLenta對培養(yǎng)基中 添加0. 1%到0. 5%的甲醇就表現(xiàn)出敏感。經(jīng)過誘變馴化的菌株可耐受2. 4%的甲醇，而且 穩(wěn)定性較差。而本發(fā)明報道的野生型未經(jīng)過馴化的菌株，在甲醇濃度達(dá)到3. 5%時依然可W 生長。
[0006]目前國內(nèi)甲燒氧化菌的專利中，主要是包括甲燒氧化菌的培養(yǎng)方法和其在污水處 理、單細(xì)胞蛋白、甲醇生產(chǎn)中的應(yīng)用，部分專利報道了利用甲燒氧化菌發(fā)酵生產(chǎn)PHA的報 道。目前，國內(nèi)未見利用微生物轉(zhuǎn)化甲燒制備多糖和類胡蘿h素的報道。
[0007]本發(fā)明設(shè)及的甲燒氧化菌能夠高效的利用甲燒生長，同時能夠耐受較高濃度的甲 醇。該就為利用該微生物發(fā)酵甲燒或者甲醇來生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品如類胡蘿h素，多糖奠定 了良好的基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明目的之一在于提供一株耐受高濃度甲醇的甲燒氧化菌。本發(fā)明公開的甲基 單胞菌的篩選自濕地的污泥，其能夠利用甲燒快速生長，且能夠耐受高濃度的甲醇。
[0009] 本發(fā)明目的之二在于提供一株耐受高濃度甲醇的甲燒氧化菌的應(yīng)用。本發(fā)明公開 的甲基單胞菌的能夠在W甲燒或者甲醇為底物的液體發(fā)酵培養(yǎng)基中生產(chǎn)類胡蘿h素，該一 應(yīng)用未在其他甲燒氧化菌中提及。
[0010] 本發(fā)明目的之=在于提供一株耐受高濃度甲醇的甲燒氧化菌的另一個應(yīng)用。本發(fā) 明公開的甲基單胞菌的能夠在W甲燒或者甲醇為底物的液體發(fā)酵培養(yǎng)基中生產(chǎn)多糖，該一 功能也未在其他甲燒氧化菌中提及。
[0011] 為實現(xiàn)上述目的及一些其他目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：
[0012] 一株耐受高濃度甲醇的甲基單胞菌，其特征在于，所述菌株在中國微生物菌種保 藏管理委員會普通微生物中屯、的保藏號為；CGMCCNo. 9873,保藏日期為；2014年10月29 日，分類命名為；MethyLomonassp.。
[0013] 一種耐受高濃度甲醇的甲基單胞菌在生產(chǎn)類胡蘿h素中的應(yīng)用。
[0014] 優(yōu)選的是，W甲燒或者甲醇為底物在發(fā)酵溫度為20~30°C條件下接種所述甲基 單胞菌并發(fā)酵之后獲得發(fā)酵產(chǎn)物用于提取類胡蘿h素。
[0015] 優(yōu)選的是，所述發(fā)酵溫度為25°C。
[0016] 優(yōu)選的是，所述甲基單胞菌的W甲醇為底物時，甲醇占發(fā)酵培養(yǎng)基的質(zhì)量百分比 濃度《3. 5%。
[0017] 一種耐受高濃度甲醇的甲基單胞菌在生產(chǎn)多糖中的應(yīng)用。
[0018] 優(yōu)選的是，W甲燒或者甲醇為底物在發(fā)酵溫度為20~30°C條件下接種所述甲基 單胞菌并發(fā)酵之后獲得發(fā)酵產(chǎn)物用于提取多糖。
[0019] 優(yōu)選的是，所述發(fā)酵溫度為25°C。
[0020] 優(yōu)選的是，所述甲基單胞菌的W甲醇為底物時，甲醇占發(fā)酵培養(yǎng)基的質(zhì)量百分比 濃度《3. 5%。
[0021] 優(yōu)選的是，所述多糖為雜多糖，所述雜多糖主要包括氨基葡萄糖，葡萄糖和甘露 糖。
[0022] 本發(fā)明所公開的甲基單胞菌的菌落的形態(tài)特征為：
[0023] 在醒S培養(yǎng)基上形成圓形光滑的菌落，中央隆起，邊緣整齊，菌落呈現(xiàn)鮮艷的橘紅 色，菌落粘稠，格蘭氏染色鏡檢陰性。
[0024] 本發(fā)明的有益效果是：
[0025] 本發(fā)明所公開的甲基單胞菌具有W下優(yōu)點：
[0026] ①較易培養(yǎng)；W甲燒為碳源，在醒S培養(yǎng)基中培養(yǎng)生長良好，培養(yǎng)基配方簡單，不 需要添加有機(jī)氮源；
[0027] ②能W甲燒為碳源快速生長：挑取平板單菌落，接種于醒S培養(yǎng)基，W甲燒為底 物，無機(jī)鹽為氮源，培養(yǎng)4她，能達(dá)到108c化/mL;
[0028] ⑨能耐受較高濃度的甲醇；能在甲醇濃度達(dá)到35g/L的醒S培養(yǎng)基中良好生長，培 養(yǎng)3天0D600達(dá)到2. 5 ;
[0029] ④能W甲燒和甲醇為底物產(chǎn)生類胡蘿h素和多糖：
[0030] W甲燒為底物，培養(yǎng)10天，發(fā)酵液因菌體產(chǎn)生的類胡蘿h素和多糖而呈現(xiàn)鮮艷的 橘紅色粘稠濃體；
[0031] W甲醇為底物，培養(yǎng)3天，發(fā)酵液因菌體產(chǎn)生的類胡蘿h素和多糖而呈現(xiàn)鮮艷的 粉紅色粘稠液體；
[0032] 綜上所述，本發(fā)明通過篩選，獲得一株能夠利用甲燒快速生長，且能夠耐受高濃度 甲醇的甲基單胞菌MethyLomonassp.ZR，而且，該菌能夠利用一碳化合物如甲燒和甲醇來 生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品如類胡蘿h素，多糖，在一碳化工的生物轉(zhuǎn)化方面具有很高的應(yīng)用前 景，可應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)；本發(fā)明所述的甲基單胞菌在生產(chǎn)多糖和類胡蘿h素的應(yīng)用過程 簡單，操作方便，能夠利用甲燒或者甲醇快速生產(chǎn)，產(chǎn)生具有高附加值的類胡蘿h素和多 糖，同時能夠耐受較高濃度的甲醇，具有很高的工業(yè)應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本發(fā)明所述耐受高濃度甲醇的甲基單胞菌W甲燒為底物的生長曲線。
[0034] 圖2為本發(fā)明所述耐受高濃度甲醇的甲基單胞菌W不同濃度甲醇為底物的生長 比較圖。
[0035] 圖3為本發(fā)明實施例4所述耐受高濃度甲醇的甲基單胞菌W甲燒為底物發(fā)酵生產(chǎn) 類胡蘿h素，之后，對發(fā)酵產(chǎn)物中提取色素進(jìn)行種類檢測獲得的全波長掃描吸收峰圖。
[0036] 圖4為本發(fā)明實施例5所述耐受高濃度甲醇的甲基單胞菌W甲燒為底物發(fā)酵生產(chǎn) 類胡蘿h素，之后，對發(fā)酵產(chǎn)物中提取色素進(jìn)行種類檢測獲得的全波長掃描吸收峰圖。
[0037] 圖5為本發(fā)明實施例6所述耐受高濃度甲醇的甲基單胞菌W甲燒為底物發(fā)酵生產(chǎn) 類胡蘿h素，之后，對發(fā)酵產(chǎn)物中提取色素進(jìn)行種類檢測獲得的全波長掃描吸收峰圖。
[003引圖6為本發(fā)明實施例7所述耐受高濃度甲醇的甲基單胞菌W甲燒為底物發(fā)酵生產(chǎn) 多糖，之后，對發(fā)酵產(chǎn)物中提取多糖進(jìn)行液相分析獲得的水解液的HPLC圖。
[0039] 圖7為本發(fā)明實施例8所述耐受高濃度甲醇的甲基單胞菌W甲燒為底物發(fā)酵生產(chǎn) 多糖，之后，對發(fā)酵產(chǎn)物中提取多糖進(jìn)行液相分析獲得的水解液的HPLC圖。
[0040] 圖8為本發(fā)明實施例9所述耐受高濃度甲醇的甲基單胞菌W甲燒為底物發(fā)酵生產(chǎn) 多糖，之后，對發(fā)酵產(chǎn)物中提取多糖進(jìn)行液相分析獲得的水解液的HPLC圖。
【具體實施方式】
[0041] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，W令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文 字能夠據(jù)W實施。
[0042] 下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0043] 下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0044] NMS培養(yǎng)基：溶劑為水，溶質(zhì)為KN〇3lg/L，KH2PO4O. 717g/L，化2冊〇4〇. 272g/L， M拆O4? 7&0Ig/L，Ca化2? 6&0 0. 2g/L，邸TA鐵鋼0. 005g/l，微量元素溶液1血，W甲燒為 碳源或者底物時，氣相中甲燒含量為15-50%，空氣為50-8