一种制备嗜热脂肪芽孢杆菌的芽孢的方法_2

文档序号:8277535阅读:来源:国知局
可购自Sigma-Aldrich试剂公司,产品编号87972。酪蛋白胨的CAS 号为91079-40-2,可购自Sigma-Aldrich试剂公司,产品编号22090。牛肉浸膏的CAS号 为68990-09-0,可购自Sigma-Aldrich试剂公司,产品编号B4888。酵母提取物的CAS号为 8013-01-2,可购自Sigma-Aldrich试剂公司,产品编号Y1000 ;或购自上海浩然生物技术有 限公司,产品货号LP0021。
[0026] 传统工艺中的菌体筛选,是将菌苔置于以琼脂为主体的固态培养基表面来培养, 当菌苔形成芽孢聚集体后,将该芽孢聚集体上刮下,随后再进行后续的芽孢诱导。从传统工 艺可以看出,刮取操作不仅耗时长,且操作的稳定性和重复性不佳,不适宜量产工艺,在刮 取高产率的菌株时,容易顺带刮下低产率的菌株,从而导致总体芽孢率(即芽孢转化率)偏 低。在本案的改进工艺中,将无菌滤纸覆盖于培养基的表面,由于高产率菌株的芽孢生长速 度快,它会先于低产率菌株从培养基中生长至滤纸表面,当筛选结束时,无需刮取,直接将 滤纸取出,就可快速方便的得到高产率菌株培养出的芽孢聚集体。此法不仅成本低廉,最关 键的它十分适用于大规模生产。经过大量试验发现,优选的是,无菌滤纸的数量为5张,且 选取第三张或第四张滤纸放入步骤4)的产孢培养基中,以此筛选得到的菌体活性最高,芽 孢转化率也最高。
[0027] 步骤4)芽孢诱导时,在产孢培养基中加入了5?10重量份的PEG6000,若没有 PEG6000这一成分,则产孢培养基仍然是一个以琼脂为骨架的固相培养基,芽孢的生长只能 在其表面进行,由于这种培养基的表面积十分有限,这使得此类培养基只能用于极小批量 的生产,根本无法满足量产的要求。当加入PEG6000,其将固相型培养基改变为了一种具 有一定粘稠度的液相培养基,对于芽孢的培养来说,液相培养基的培养原理类似于"液体发 酵",它不再受限于培养基表面积的不足,单位重量的液相培养基的培养能力是传统培养基 的上万倍,因此它完全可以满足大规模生产的要求。但需要注意的是,结合产孢培养基上述 的配方,PEG6000的含量因被限制,优选添加的量是5?10重量份,若PEG6000的添加量小 于5重量份,则导致培养基体系粘度过大,体系内添加成分分散不均,从而降低了培养基的 培养能力,影响最终的芽孢率;若PEG6000的添加量大于10重量份,则会降低培养基中核心 成分的相对浓度,从而降低芽孢的生长速率,影响芽孢的最终产率。
[0028] 芽孢的培养对培养基的成分及其含量、培养温度和培养时间均有严格的要求,因 此上述制备方法中的培养时间、培养温度及培养基中各个添加物质的种类和添加量都应被 限制,尤其是培养基的成分及其含量,若改变物质的种类或超出其优选的添加量范围,则会 导致培养基的培养能力发生改变,尤其是它不再是针对嗜热脂肪芽孢杆菌具有最佳培养效 率的配方,导致最终的芽孢率降低,因此上述生产方法中的参数及培养基配方是一个不可 分割的有机整体,它们的结合恰好匹配于对嗜热脂肪芽孢杆菌这一特殊菌种的最优培养模 式。
[0029] 芽孢转化率可通过对菌体进行革兰氏染色并计算获得,芽孢呈绿色,没有芽孢的 菌体呈红色。
[0030] 实施例1
[0031] 一种制备嗜热脂肪芽孢杆菌的芽孢的方法,包括以下步骤:
[0032] 步骤1)菌种活化:以嗜热脂肪地芽孢杆菌为菌种,将菌种接种于活化培养基表 面,在50°C下培养12h后,此时菌种长出菌苔;活化培养基由以下重量份的材料组成:10重 量份的胰蛋白胨、5重量份的大豆蛋白胨、5重量份的酪蛋白胨、5重量份的氯化钠、15重量 份的琼脂和1000重量份的蒸馏水;
[0033] 步骤2)菌体增殖:将上步得到的含菌苔的活化培养基加入到增殖培养基中,在 50°C环境中,转速100rpm/min条件下培养12h;增殖培养基由以下重量份的材料组成:5重 量份的胰蛋白胨、5重量份的大豆蛋白胨、5重量份的酪蛋白胨、1重量份的氯化钠和1000重 量份的蒸馏水;
[0034] 步骤3)菌体筛选:在无菌平皿中加入筛选培养基,并在筛选培养基的表面覆盖 无菌滤纸1张,将步骤2)所得菌液加到无菌滤纸上,在50°C下培养24h;筛选培养基由以 下重量份的材料组成:1重量份的酪蛋白胨、1重量份的酵母提取物、1重量份的牛肉浸膏、 0. 01重量份的KH2P04、0. 1重量份的MnS04 ?H20、0. 1重量份的MgS04 ? 2H20、0. 01重量份的 CaCl2 ? 2H20、10重量份的琼脂和1000重量份的蒸馏水;
[0035] 步骤4)芽孢诱导:将步骤3)中的无菌滤纸放入产孢培养基中,在50°C环境中,转 速100rpm/min条件下培养12h后,改变温度至30°C,继续培养12h,最终得到嗜热脂肪芽孢 杆菌的芽孢;产孢培养基由以下重量份的材料组成:1重量份的酪蛋白胨、1重量份的酵母 提取物、〇. 01重量份的NaCl、0. 1重量份的MnS04 ?H20、0. 1重量份的MgS04 ? 2H20、0. 01重 量份的CaCl2 ? 2H20、5重量份的PEG6000、0. 5重量份的琼脂和1000重量份的蒸馏水。
[0036] 实施例2
[0037] 一种制备嗜热脂肪芽孢杆菌的芽孢的方法,包括以下步骤:
[0038] 步骤1)菌种活化:以嗜热脂肪地芽孢杆菌为菌种,将菌种接种于活化培养基表 面,在60°C下培养24h后,此时菌种长出菌苔;活化培养基由以下重量份的材料组成:10重 量份的胰蛋白胨、5重量份的大豆蛋白胨、5重量份的酪蛋白胨、5重量份的氯化钠、15重量 份的琼脂和1000重量份的蒸馏水;
[0039] 步骤2)菌体增殖:将上步得到的含菌苔的活化培养基加入到增殖培养基中,在 60°C环境中,转速250rpm/min条件下培养12h;增殖培养基由以下重量份的材料组成:10 重量份的胰蛋白胨、10重量份的大豆蛋白胨、10重量份的酪蛋白胨、5重量份的氯化钠和 1〇〇〇重量份的蒸馏水;
[0040] 步骤3)菌体筛选:在无菌平皿中加入筛选培养基,并在筛选培养基的表面覆盖无 菌滤纸5张,将步骤2)所得菌液加到无菌滤纸上,在60°C下培养24h;筛选培养基由以下重 量份的材料组成:5重量份的酪蛋白胨、5重量份的酵母提取物、5重量份的牛肉浸膏、0. 1重 量份的KH2P04、1重量份的MnS04 ?H20、1重量份的MgS04 ? 2H20、1重量份的CaCl2 ? 2H20、20 重量份的琼脂和1000重量份的蒸馏水;
[0041] 步骤4)芽孢诱导:将步骤3)中的无菌滤纸放入产孢培养基中,在60°C环境中,转 速200rpm/min条件下培养12h后,改变温度至50°C,继续培养12h,最终得到嗜热脂肪芽 孢杆菌的芽孢;产孢培养基由以下重量份的材料组成:5重量份的酪蛋白胨、5重量份的酵 母提取物、〇. 1重量份的NaCl、l重量份的MnS04 ?H20、1重量份的MgS04 ? 2H20、1重量份的 CaCl2 ? 2H20、10重量份的PEG6000、5重量份的琼脂和1000重量份的蒸馏水。
[0042] 实施例3
[0043] 一种制备嗜热脂肪芽孢杆菌的芽孢的方法,包括以下步骤:
[0044]步骤1)菌种活化:以嗜热脂肪地芽孢杆菌为菌种,将菌种接种于活化培养基表 面,在58°C下培养18h后,此时菌种长出菌苔;活化培养基由以下重量份的材料组成:10重 量份的胰蛋白胨、5重量份的大豆蛋白胨、5重量份的酪蛋白胨、5重量份的氯化钠、15重量 份的琼脂和1000重量份的蒸馏水;
[0045] 步骤2)菌体增殖:将上步得到的含菌苔的活化培养基加入到增殖培养基中,在 58°C环境中,转速200rpm/min条件下培养12h;增殖培养基由以下重量份的材料组成:7. 5 重量份的胰蛋白胨、7. 5重量份的大豆蛋白胨、7. 5重量份的酪蛋白胨、3重量份的氯化钠和 1〇〇〇重量份的蒸馏水;
[0046] 步骤3)菌体筛选:在无菌平皿中加入筛选培养基,并在筛选培养基的表面覆盖 无菌滤纸5张,将步骤2)所得菌液加到无菌滤纸上,在58°C下培养24h;筛选培养基由以 下重量份的材料组成:3重量份的酪蛋白胨、3重量份的酵母提取物、3重量份的牛肉浸膏、 0. 05重量份的KH2P04、0. 5重量份的MnS04 ?H20、0. 5重量份的MgS04 ? 2H20、0. 5重量份的 CaCl2 ? 2H20、15重量份的琼脂和1000重量份的蒸馏水;
[0047] 步骤4)芽孢诱导:将步骤3)中的第3张或第4张无菌滤纸放入产孢培养基中, 在58°C环境中,转速150rpm/min条件下培养12h后,改变温度至40°C,继续培养12h,最 终得到嗜热脂肪芽孢杆菌的芽孢;产孢培养基由以下重量份的材料组成:3重量份的酪蛋 白胨、3重量份的酵母提取物、0. 05重量份的NaCl、0. 5重量份的MnS04 ?H20、0.
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