一种凹凸棒石表面活性素及其制备和应用的制作方法

本发明涉及一种凹凸棒石表面活性素及其制备和应用，属于合成生物。

背景技术：

1、凹凸棒石是一种天然水合镁铝硅酸盐矿物，凹凸棒石的外部比表面积为300m2/g，晶体内部孔道的比表面积为600m2/g，比表面上具有丰富的硅羟基（si-oh）,硅羟基是一种含有硅元素和氧元素的官能团，具有很强的亲水性和亲硅性，是一种非常重要的化学物质，可以与许多有机物和无机物发生反应，广泛应用于化学、材料、医药等领域。凹凸棒石表面上有丰富的硅羟基，硅羟基（si-oh）需通过亲水亲油调控，才能发挥作用，否则凹凸棒石的功效利用率低，效果不理想。为了促进凹凸棒石的高值利用，需要对凹凸棒石表面硅羟基进行亲水亲油调控，发挥硅羟基的生物功能，提升凹凸棒石在畜牧业上的应用价值及助力凹凸产业的发展有非常重要的意义。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明采用表面活性素对凹凸棒石进行改性，得到的凹凸棒石表面活性素能够提高颗粒饲料的硬度、降低含粉率及二次粉化率，提高饲料在水中的稳定性和降低溶失率；同时凹凸棒石表面活性素还具有很好的抗菌、促生长、解毒、吸附毒素的效果，制备工艺简单、安全、无污染、成本低廉，易于规模化生产，具有广阔的应用前景。

2、当前表面活性素多以化学合成为主，价格高，不安全，效果不理想；本发明通过生物枯草芽孢杆菌发酵方法，获得枯草芽孢杆菌的发酵代谢产物，对发酵产物进行分离、提纯，获得表面活性素醇溶液，表面活性素醇溶液与凹凸棒石进行融合组装，即获得凹凸棒石表面活性素；表面活性素具有两性特性，具有亲水基团和疏水基团，其通过分子融合的方式对凹凸棒石表面硅羟基进行活化，增强凹凸棒石的粘结功能、抗菌、解毒、吸附功能。

3、因此，本发明提供了一种凹凸棒石表面活性素的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4、（1）将完整的具有活性的 sfp基因表达盒整合到枯草芽孢杆菌168基因组的 ydeo基因位点，得到能够合成表面活性素的工程菌株bs168nu-s；

5、（2）利用crispri技术抑制工程菌株bs168nu-s中 bkdaa和/或 bkdab基因的表达，得到工程菌株bs168nu-sd衍生株；

6、（3）将工程菌株bs168nu-sd衍生株接种到营养培养基中，在一定的温度、培养一定时间获得种子液，取一定比例的种子液再接种到发酵培养基中，培养一定时间获得发酵液；

7、（4）发酵液离心除去菌体获得上清液，上清液加酸至一定ph值，静止一定时间，离心得沉淀物，加醇进行溶解，获得表面活性素醇溶液；

8、（5）将凹凸棒石加入到表面活性素醇溶液中，在一定条件下进行融合组装，过滤干燥，获得凹凸棒石表面活性素。

9、进一步地，步骤（2）包括将dcas9蛋白的表达盒整合到工程菌株bs168nu-s的基因组上，得到工程菌株bs168nu-sd，然后通过针对 bkdaa和/或 bkdab基因的sgrna实现 bkdaa和/或 bkdab基因表达的抑制。

10、进一步地，步骤（3）包括将工程菌株bs168nu-sd衍生株接种到30ml不含琼脂的液体培养基中，20-50oc、250r/min振荡培养32h，作为发酵种子液，按1%接种量接种发酵种子液至1000ml的液体培养基中，在30-50oc、280r/min、振荡培养48h，得到发酵液。

11、进一步地，步骤（4）包括将发酵液通过2000r/min离心弃去菌体得到上清液，上清液用1mol/l盐酸调至ph值2-3，静止1-2h，离心、得沉淀，沉淀物溶解乙醇中，即得表面活性素醇溶液。

12、进一步地，步骤（5）包括取500g改性凹凸棒石，添加到500ml的表面活性素醇溶液中，在30-50oc条件下搅拌30分钟，板框过滤、干燥，即得到凹凸棒石表面活性素。

13、本发明还提供了一种通过本文所述的方法制备的凹凸棒石表面活性素。

14、进一步地，本发明的凹凸棒石表面活性素具有抗菌、促生长、解毒和吸附毒素的效果。

15、进一步地，本发明的凹凸棒石表面活性素具有提高颗粒饲料的硬度、降低含粉率及二次粉化率，提高饲料在水中的稳定性和降低溶失率的的效果。

16、本发明还提供了如本文所述的凹凸棒石表面活性素用于抗菌、促生长、解毒和吸附毒素的用途。

17、本发明还提供了如本文所述的凹凸棒石表面活性素用于提高颗粒饲料的硬度、降低含粉率及二次粉化率，提高饲料在水中的稳定性和降低溶失率的用途。

18、本发明的有益效果

19、本发明通过枯草芽孢杆菌发酵方法，获得枯草芽孢杆菌的发酵代谢产物，对发酵产物进行分离、提纯获得表面活性素醇溶液，表面活性素醇溶液与凹凸棒石进行融合组装，即获得凹凸棒石表面活性素。本发明的凹凸棒石表面活性素能够提高颗粒饲料的硬度、降低含粉率及二次粉化率，提高饲料在水中的稳定性和降低溶失率；同时凹凸棒石表面活性素还具有很好的抗菌、促生长、解毒、吸附毒素的效果，制备工艺简单、安全、无污染、成本低廉，易于规模化生产，具有广阔的应用前景。

20、本发明还发现，使用产生富含c14亚型表面活性素的枯草芽孢杆菌工程菌对于提升凹凸棒石的性能尤其有用。

技术特征：

1.一种凹凸棒石表面活性素的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）包括将dcas9蛋白的表达盒整合到工程菌株bs168nu-s的基因组上，得到工程菌株bs168nu-sd，然后通过针对bkdaa和/或bkdab基因的sgrna实现bkdaa和/或bkdab基因表达的抑制。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）包括将工程菌株bs168nu-sd衍生株接种到30ml不含琼脂的液体培养基中，20-50oc、250r/min振荡培养32h，作为发酵种子液，按1%接种量接种发酵种子液至1000ml的液体培养基中，在30-50oc、280r/min、振荡培养48h，得到发酵液。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）包括将发酵液通过2000r/min离心弃去菌体得到上清液，上清液用1mol/l盐酸调至ph值2-3，静止1-2h，离心、得沉淀，沉淀物溶解乙醇中，即得表面活性素醇溶液。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）包括取500g改性凹凸棒石，添加到500ml的表面活性素醇溶液中，在30-50oc条件下搅拌30分钟，板框过滤、干燥，即得到凹凸棒石表面活性素。

6.一种通过权利要求1-5中任一项所述的方法制备的凹凸棒石表面活性素。

7.根据权利要求6所述的凹凸棒石表面活性素，其特征在于，其具有抗菌、促生长、解毒和吸附毒素的效果。

8.根据权利要求6所述的凹凸棒石表面活性素，其特征在于，其具有提高颗粒饲料的硬度、降低含粉率及二次粉化率，提高饲料在水中的稳定性和降低溶失率的的效果。

9.如权利要求6所述的凹凸棒石表面活性素用于抗菌、促生长、解毒和吸附毒素的用途。

10.如权利要求6所述的凹凸棒石表面活性素用于提高颗粒饲料的硬度、降低含粉率及二次粉化率，提高饲料在水中的稳定性和降低溶失率的用途。

技术总结
本发明涉及一种凹凸棒石表面活性素及其制备和应用，属于合成生物技术领域。本发明通过生物枯草芽孢杆菌发酵方法，获得枯草芽孢杆菌的发酵代谢产物，对发酵产物进行分离、提纯，获得表面活性素醇溶液，表面活性素醇溶液与凹凸棒石进行融合组装，即获得凹凸棒石表面活性素。本发明的凹凸棒石表面活性素能够提高颗粒饲料的硬度、降低含粉率及二次粉化率，提高饲料在水中的稳定性和降低溶失率；同时凹凸棒石表面活性素还具有很好的抗菌、促生长、解毒、吸附毒素的效果，制备工艺简单、安全、无污染、成本低廉，易于规模化生产，具有广阔的应用前景。

技术研发人员：任方奎,杨清丽,董晓,李宜鹏
受保护的技术使用者：江苏神力特生物科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15