本发明专利技术公开了一株可利用木质纤维素原料发酵生产2,3-丁二醇嗜热地衣芽孢杆菌，该菌株名为地衣芽孢杆菌（Bacillus?licheniformis）3F-3，其已于2012年6月27日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为：CCTCC?NO：M2012253。本发明专利技术的菌株能以木质纤维素原料(木糖、木糖母液及秸秆水解液)为底物，在42-55℃条件下以高于理论转化率90%的转化率生产2,3-丁二醇，其2,3-丁二醇浓度最高可达92克/升，体积生产效率最高可达1.1克/升/小时，具有很好的经济效益和社会效益。
【技术实现步骤摘要】
,3-丁二醇的嗜热地衣芽孢杆菌的制作方法【专利摘要】本专利技术公开了,3-丁二醇嗜热地衣芽孢杆菌，该菌株名为地衣芽孢杆菌（Bacillus?licheniformis）3F-3，其已于2012年6月27日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为：CCTCC?NO：M2012253。本专利技术的菌株能以木质纤维素原料(木糖、木糖母液及秸秆水解液)为底物，在42-55℃条件下以高于理论转化率90%的转化率生产2,3-丁二醇，其2,3-丁二醇浓度最高可达92克/升，体积生产效率最高可达1.1克/升/小时，具有很好的经济效益和社会效益。【专利说明】, 3- 丁二醇的嗜热地衣芽孢杆菌
本专利技术涉及一株地衣芽孢杆菌，尤其涉及一株可利用木质纤维素原料的发酵生产2，3- 丁二醇嗜热地衣芽孢杆菌，属于生物
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技术介绍
2，3-丁二醇广泛应用于化工、食品、燃料及航天航空等多个领域(Appl MicrobiolBiotechnol, 2001，55(1): 10-18)。因其热值较高(27，200kJ/kg)，同乙醇(29，100kJ/kg)相当，可用作燃料添加剂；可代替1，4-丁二醇，用于聚酯和聚亚安酯的合成；其脱水产物甲乙酮是一种低沸点溶剂，广泛应用于涂料、润滑剂、燃料等行业，同时又可作为有机合成香料、抗氧化剂等的中间体；其脱水产物1，3- 丁二烯可用来合成橡胶单体，是一种重要的石油化工基础有机原料；同甲乙酮缩合加氢形成辛烷，可用于生产高级航空用油。目前2，3-丁二醇的生产方法主要是微生物发酵法，通常采用的菌株包括克雷伯氏菌属(Klebsiella)、芽孢杆菌属(Bacillus)和肠杆菌属(Enterobacter)等(JBiotechnol, 1993，27 (3): 317-329)。用于2，3- 丁二醇发酵的原料主要为葡萄糖、蔗糖、淀粉、木薯粉等原料，其中葡萄糖和蔗糖等精制糖，其产量较高，均在150克/升以上；但精制糖成本较高，不利于2，3- 丁二醇的工业化生产。木质纤维素是世界上最丰富的生物质可再生资源，其主要是由纤维素、半纤维素和木质素组成。目前国内外已知的利用发酵木质纤维素原料生产2，3-丁二醇的菌株多为克雷伯氏菌，但其潜在的致病性，限制了其在2，3-丁二醇生产中的应用。芽孢杆菌具有生物安全性，但芽孢杆菌对木质纤维素原料中木糖的利用能力较弱，如多粘芽孢杆菌，其以木糖为底物发酵24小时2，3- 丁二醇产量为7.2克/升(Appl MicrobiolBiotechnol, 2004，64:11 2 - 119);地衣芽孢杆菌发酵木糖24小时产量为13.8克/升(Biotechnol Bioeng, 2012, 109:1610-1621)，无法实现工业规模化生产。嗜热芽孢杆菌由于其具有较高的发酵温度(42~60°C)，可大大降低发酵过程中污染杂菌的机率；同时，以较高的温度进行发酵，还能降低发酵液粘度，有利于后续步骤的操作或处理，节约能耗和生产成本。然而经检索，可利用木质纤维素原料发酵生产2，3- 丁二醇的嗜热地衣芽孢杆菌还未见报道。
技术实现思路
针对现有2，3- 丁二醇生产中菌株及发酵方法的不足，本专利技术要解决的问题是提供一株可利用木质纤维素原料的发酵生产2，3- 丁二醇嗜热地衣芽孢杆菌。本专利技术所述可利用木质纤维素原料的发酵生产2，3- 丁二醇嗜热地衣芽孢杆菌，其特征在于:该菌株名为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis) 3F-3,其已于2012年6月27日保藏于中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC，湖北省武汉市武昌珞珈山)，保藏号为:CCTCCN0:M2012253o上述的可利用木质纤维素原料的发酵生产2，3- 丁二醇嗜热地衣芽孢杆菌，其生物学特征是:形态为棒杆状，长1.5 μ m~3.0 μ m,直径0.6 μ m~0.7 μ m,菌落颜色为黄色或白色，产芽孢；生理生化特征是:VP反应呈阳性，可利用葡萄糖、蔗糖、果糖、木糖产酸，可水解酪蛋白、明胶、吐温80，可利用柠檬酸盐，可在含70克/升NaCl的培养基中生长，可在 42~60°C条件下生长；16S rDNA序列长度为1369bp，其核苷酸序列如SEQ ID N0.1所示。上述的可利用木质纤维素原料的发酵生产2，3- 丁二醇嗜热地衣芽孢杆菌的16S rDNA序列与已知的其他地衣芽孢杆菌的16S rDNA序列有99~100%的相似性。本专利技术所述嗜热地衣芽孢杆菌在利用木质纤维素原料发酵生产2，3- 丁二醇中的应用。将本专利技术所述嗜热地衣芽孢杆菌CCTCC NO:M2012253以常规方法先接入种子培养基中，在42~55°C培养8~12小时，然后再以常规方法转接入发酵培养基，发酵条件为: 培养温度42~55°C，培养方式为搅拌培养(通气量为0.5vvm~1.0vvm)，搅拌转速200~ 500转/分钟，旋转半径为33_，培养时间18~60小时，制得含有2，3- 丁二醇的发酵液。将发酵液8，OOO转/分钟离心10分钟，取上清液稀释，检测2，3_ 丁二醇含量。上述种子培养基每升中含有:木糖30~50克，酵母粉5~10克，玉米浆干粉5~ 15克，磷酸二氢钾4克，乙酸钠2~6克，氯化钾I~2克，硫酸镁0.2克，余量为水；pH为 6~7。115°C灭菌20分钟。上述发酵培养基每升中含有:酵母粉5~20克，蛋白胨5~20克，玉米浆干粉5~ 20克,大肽5~20克,大豆蛋白胨5~20克五种氮源中的至少一种；另外每升发酵培养基中还含有:木质纤维素原料(如木糖、秸杆水解液或木糖母液等)80~160mL，其中原料中含有初糖量不少于500克/升，磷酸二氢钾4克，乙酸钠I~6克，氯化钾2克，硫酸镁0.2克，其余为水；pH为6~7。115°C灭菌20分钟。上述发酵条件优选培养温度50~55°C ,培养时间18~48小时。本专利技术的特点及有益效果是:本专利技术提供的嗜热地衣芽孢杆菌CCTCC NO: M2012253是生物安全菌株，可同时利用木质纤维素原料中的葡萄糖和木糖；该菌株以木质纤维素原料为底物，在42~55°C条件下发酵获得的2，3- 丁二醇最高浓度可达92克/升， 生产强度可达1.1克/升/小时；相比已有产2，3- 丁二醇菌株明显产量高，生产强度大；本专利技术提供的嗜热地衣芽孢杆菌CCTCC NO旧2012253在生产2，3-丁二醇中，利用高温发酵过程的优势，污染杂菌的机率小，并充分利用木质纤维素原料，符合可持续发展的国策，具有很好的经济效益和社会效益。【具体实施方式】下面通过实施例进一步阐明本专利技术，但不仅限于此。实施例1:利用木糖发酵生产2，3- 丁二醇筛选嗜热地衣芽孢杆菌菌株从果园等地取得土样，用筛选培养基浸泡2小时，在500mL锥形瓶中装浸泡液 IOOmL,在50°C条件下，置于摇床上以180转/分钟的转速培养24小时。将培养液以10_2、 10_3、10_4、10_5、10_6五个稀释度涂布在固体筛选培养基的培养皿中，50°C培养12小时。挑单菌落，扩大培养，以木糖为碳源，通过VP反应进行初筛。根据反应时间和颜色变化筛选出阳性菌株。筛选原理是2，3- 丁二醇在碱性条件下氧化为双乙酰，与肌酸或胍类衍生物所合成红色物质，加入α-萘酚、肌酸可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一株可利用木质纤维素原料发酵生产2,3?丁二醇嗜热地衣芽孢杆菌，其特征在于：该菌株名为地衣芽孢杆菌（Bacillus?licheniformis）3F?3，其已于2012年6月27日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为：CCTCC?NO：M2012253。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马翠卿，李理想，高超，许平，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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