一种提高盐胁迫下嗜盐菌发酵性能的方法及应用

文档序号:40598048发布日期:2025-01-07 20:38阅读:98来源:国知局

本发明涉及发酵领城,更具体地,涉及一种提高盐胁迫下嗜盐菌发酵性能的方法及应用。


背景技术:

1、嗜盐微生物作为极端微生物的代表之一,具有不易染菌和节约淡水资源等优点,能够有效应对目前工业生物技术存在的能耗、污染、成本等问题,目前已在生产pha、依克多因、水解酶和类胡萝卜素等领域有广泛的应用。因此,嗜盐微生物具有重要的工业应用价值。

2、延长盐单胞菌(halomonas elongata atcc 33173)属于中度嗜盐菌,广泛存在于高盐环境中,如盐湖、盐池和咸水湖泊等,可以耐受高于10%(w/v)的氯化钠浓度,其能够在胞内积累大量的相容溶质依克多因抵抗外界的高盐环境。h.elongata能够满足下一代工业微生物的要求,即基于低成本混合底物、减少淡水消耗、节能和持久的开放连续智能加工,因此工业上利用该菌进行了吨级的依克多因生产,具有重要的应用价值。

3、尽管延长盐单胞菌在工业生物技术中展现出显著的应用潜力,但在高盐环境下,过高的环境压力明显抑制了其发酵性能,表型为抑制菌体的生长,增加发酵周期,不仅仅降低了生产效率,还会导致发酵成本的增加。这限制了延长盐单胞菌在其他领域中的应用前景,例如高盐废水处理等。因此,迫切需要开发一种能够在高盐条件下促进延长盐单胞菌生长的方法。该方法不仅需要具备操作简便性,还必须确保不抑制目标产物的合成过程,从而在实际应用中实现高效性和经济性。

4、因此,本领域迫切需要一种能够提高延长盐单胞菌在盐胁迫下的发酵性能,同时具备绿色、天然和安全特性的方法。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,本发明提供了一种利用柠檬酸和甜菜碱提高盐胁迫下延长盐单胞菌发酵性能的方法及应用。本发明将为研究柠檬酸和甜菜碱混合物提高盐胁迫下延长盐单胞菌的发酵性能提供理论依据。

2、为了实现上述技术目的,本发明采用的技术方案如下:

3、本发明首先提供柠檬酸和甜菜碱混合物提高盐胁迫下延长盐单胞菌发酵性能的应用;进一步的,所述应用为提高在盐浓度为13%(w/v)胁迫条件下延长盐单胞菌的发酵性能;所述柠檬酸和甜菜碱混合物中柠檬酸和甜菜碱的浓度分别为0~2g/l和0~2g/l,优选为0.5和1g/l。

4、本发明还提供一种提高盐胁迫下延长盐单胞菌发酵性能的方法,所述方法为在合适的时间向基础培养基中添加柠檬酸和甜菜碱混合物。

5、进一步的,本发明添加柠檬酸和甜菜碱混合物时,柠檬酸和甜菜碱的浓度分别为0~2g/l和0~2g/l,优选为0.5和1g/l。

6、进一步的,本发明所述柠檬酸和甜菜碱混合物的添加时间为生长延滞期、生长对数期和生长稳定期,优选为生长延滞期。

7、进一步的,所述基础培养基的成分及其浓度范围:葡萄糖17-23g/l、蛋白胨18-22g/l、酵母粉9-11g/l、氯化钠1%~21%(w/v),优选为葡萄糖20g/l、蛋白胨20g/l、酵母粉10g/l、氯化钠13%(w/v)。

8、进一步的,所述提高的性能可包括提高菌体生长速率、提高比生长速率、提高产物合成速率、减短发酵周期、降低发酵成本等。

9、进一步的,所述延长盐单胞菌的编号为halomonas elongata atcc 33173。

10、本发明的有益效果:

11、(1)本发明提供了柠檬酸和甜菜碱混合物在提高盐胁迫下延长盐单胞菌发酵性能中的应用。本发明通过实验验证,在盐浓度为13%的条件下,与不添加(对照)处理相比,在生长延滞期添加2.6mmol/l柠檬酸和8.5mmol/l甜菜碱处理后,使延长盐单胞菌的发酵周期缩短36.4%,菌体最高比生长速率提高62.5%,产物合成速率提高111.1%,显著降低了生产成本。

12、(2)本发明所使用柠檬酸和甜菜碱均为安全健康的物质。柠檬酸是一种广泛存在于柑橘类水果中的天然有机酸,常用于食品和饮料中作为酸度调节剂。甜菜碱则是一种天然存在于甜菜等植物中的氨基酸衍生物,环保无毒,安全可靠。

13、(3)本发明操作简便,只需在固定的生长阶段向发酵液中进行添加操作,无需复杂的控制条件或额外的设备支持即可实现。



技术特征:

1.一种提高盐胁迫下嗜盐菌发酵性能的方法,其特征在于,所述方法包括向基础培养基中添加柠檬酸和甜菜碱混合物。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述柠檬酸和甜菜碱混合添加剂中柠檬酸和甜菜碱的添加浓度分别为0~2g/l和0~2g/l。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述柠檬酸和甜菜碱混合添加剂中柠檬酸和甜菜碱的添加浓度分别为0.5和1g/l。

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述柠檬酸和甜菜碱混合添加时间为嗜盐菌延滞生长期。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基础培养基包括碳源、氮源和盐,其中所述碳源为葡萄糖,氮源为蛋白胨和酵母粉,盐为氯化钠。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述基础培养基包括:葡萄糖20±3g/l、蛋白胨20±2g/l、酵母粉10±1g/l、氯化钠1%~21%(w/v)。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述基础培养基中氯化钠浓度为13±1%(w/v)。

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述提高的发酵性能包括提高嗜盐菌比生长速率、提高产物合成速率、减短发酵周期、降低发酵成本等。

9.根据权利要求1-8任一所述的方法,其特征在于,所述嗜盐菌为延长盐单胞菌(halomonas elongata atcc 33173)。


技术总结
本发明提供了一种提高盐胁迫下嗜盐菌发酵性能的方法及应用,涉及发酵工程领域,具体为柠檬酸和甜菜碱混合添加剂在提高盐胁迫下嗜盐菌发酵性能的应用。所述方法为在嗜盐菌生长延滞期添加柠檬酸和甜菜碱混合物。提高的发酵性能可以包括提高嗜盐菌比生长速率、提高产物合成速率、减短发酵周期、降低发酵成本等。本方法简单、安全且易于操作,为嗜盐菌在工业发酵过程中应对高盐环境提供有效的调控手段。

技术研发人员:王泽建,余君雄,刘昊,张悦,居润霖,王钰迪,肖慈英,庄英萍
受保护的技术使用者:华东理工大学
技术研发日:
技术公布日:2025/1/6
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