一种中间苍白杆菌胞外多糖及其在土壤改良方面的应用制造技术

技术编号:15515489 阅读:302 留言:0更新日期:2017-06-04 06:53
本发明专利技术属于生物化工与工艺领域,涉及一种生物吸附剂吸附金属离子的方法,尤其涉及一种中间苍白杆菌胞外多糖及其在土壤改良方面的应用,包括以下步骤:步骤(1):获得产胞外多糖的中间苍白杆菌;步骤(2):获得中间苍白杆菌胞外多糖;步骤(3):中间苍白杆菌胞外多糖对金属离子的吸附;步骤(4):中间苍白杆菌胞外多糖对金属离子的解吸附。

【技术实现步骤摘要】
一种中间苍白杆菌胞外多糖及其在土壤改良方面的应用
本专利技术属于生物化工与工艺领域,涉及一种生物吸附剂吸附金属离子的方法,尤其涉及一种中间苍白杆菌胞外多糖及其应用。
技术介绍
多糖是一类广泛存在于自然界的生物体产生的独特的生物大分子。它具有各种各样特殊的且在大多数情况下相当复杂的化学结构,不同的生理功能和广泛的(潜在的)应用价值。近些年来微生物多糖作为一种新型发酵产品,具有独特的物化性质,已作为乳化剂、增稠剂、稳定剂、胶凝剂、悬浮剂和润滑剂等应用于石油、化工、食品、制药、环保和化妆品等多个领域。由于多糖同透明质酸、黄原胶、热凝胶、结冷胶、威兰胶一样在一定的浓度范围内表现出很好的流变学特性,非牛顿流体具有假塑流变性其保湿性和成膜性在化妆品方面也具有广泛的应用前景。目前已报道的多糖产生菌生产多糖时,培养基成分营养丰富,通常会造成产物得率不高,副产物多,产品后续分离纯化过程复杂等问题,并且多糖生产大多停留在实验室水平。因此筛选得到一株营养要求低、多糖产量高又适合工业化规模生产多糖的菌株具有十分重要的意义。中间苍白杆菌属的成员包含在变形菌域的α-2亚群中,一般具有对腈类等含氮基团化合物的水解能力,这些细菌本身不会造成慢性感染,工艺使用安全,而且中间苍白杆菌能广泛利用碳水化合物、有机酸、氨基酸等为碳源。另一方面,细菌及其产物对溶解态的金属离子有很强的配合能力。细菌细胞壁带有负电荷,使得细菌表面具有阴离子的性质。金属离子与细胞表面结构物质上的羟基阴离子和磷酸阴离子发生相互作用而被固定,细菌细胞外膜上的结构成分很容易与金属发生反应,使金属结合到细胞的表面。细菌多糖由至少十个以上的单糖脱水缩合而成的,线性结构的多糖可以将土壤颗粒连接起来;庞大的多糖结构中,含有大量的羟基基团,可以与土壤颗粒形成氢键;也有许多酸性基团,可以与土壤颗粒形成离子键;多糖结构中存在大量的接触点是多糖胶结作用的发挥是至关重要的。目前对细菌多糖活性的研究主要集中在医药、食品、化工领域,细菌多糖在农业土壤方面的研究还较少。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种中间苍白杆菌胞外多糖及其应用,中间苍白杆菌胞外多糖吸附金属离子的方法,这种方法基于我们发现并鉴定一株高产多糖的中间苍白杆菌(Intermediateochrobactrum)ZY03,并利用该菌株发酵产生细菌胞外多糖并有效吸附金属离子。为解决本专利技术的技术问题,本专利技术的技术方案是:一种中间苍白杆菌胞外多糖,通过高产细菌多糖的菌株ZY03发酵制备中间苍白杆菌胞外多糖。为解决本专利技术的技术问题,本专利技术的另一技术方案是:所述的中间苍白杆菌胞外多糖吸附金属离子的方法,包括以下步骤:步骤(1):获得产胞外多糖的中间苍白杆菌ZY03;步骤(2):获得中间苍白杆菌胞外多糖;步骤(3):中间苍白杆菌胞外多糖对金属离子的吸附;步骤(4):中间苍白杆菌胞外多糖对金属离子的解吸附。优选的,所述步骤(1)的获得产胞外多糖的中间苍白杆菌ZY03的工艺为:从发霉中药药渣获得高效产糖菌株,16srDNA进行菌种鉴定,获得一种高产细菌多糖的菌株,保藏名称:中间苍白杆菌ZY03(IntermediateochrobactrumZY03),保藏单位:中国典型培养物保藏中心,保藏地址:中国武汉大学,保藏日期:2016年5月20日;保藏号为CCTCCM2016273,以中间苍白杆菌ZY03为生产菌株,接种于天然培养基中,在温度30℃、180rpm转速、通风比1∶1培养基中培养18-24小时,获种子培养液;将所述种子培养液接种于多糖发酵培养基中,摇床中发酵3-5天,得到发酵液。优选的,所述步骤(2)的获得中间苍白杆菌胞外多糖工艺为:发酵液经高速离心去除菌体,上清液真空浓缩至原液体积的1/3,用1-3倍体积的无水乙醇沉淀,离心取沉淀,沉淀物采用Sevag法去蛋白,再经乙醇沉淀,沉淀物经等量的75%乙醇洗涤2~3次,烘干后得中间苍白杆菌胞外多糖。优选的,所述步骤(3)的中间苍白杆菌胞外多糖对金属离子的吸附工艺为:获取含金属离子的溶液,调整所述溶液的pH值范围为0-7,向溶液添加中间苍白杆菌胞外多糖,中间苍白杆菌胞外多糖的添加量为每升溶液5-10克,搅拌过滤得到富集有金属离子的中间苍白杆菌胞外多糖。优选的,所述步骤(4)的中间苍白杆菌胞外多糖对金属离子的解吸附的工艺为:将上述富集有金属离子的中间苍白杆菌胞外多糖加入到有机溶液中进行解吸附。优选的,所述天然培养基为马铃薯培养基,所述的种子培养液接种于多糖发酵培养基中,种子培养液接种与多糖发酵培养基中的质量浓度为2%~10%。优选的,所述的多糖发酵培养基,培养基组分以质量百分含量计组分如下:马铃薯汁20%,(NH4)2SO40.8%,葡萄糖2%,CaCl20.02%,MgSO40.01%;pH自然。优选的,所述的有机溶液,是重铬酸钾溶液、醋酸铅溶液、氯化镉溶液、三氯化铁溶液或硫酸铜溶液中的一种。为解决本专利技术的技术问题,本专利技术的另一技术方案是:所述中间苍白杆菌胞外多糖在保湿性和保水性方面中应用。本专利技术有益效果:1.本专利技术所述的中间苍白杆菌(Intermediateochrobactrum)ZY03进行发酵的营养要求较低,可以制备得到高产、高纯度胞外多糖,在实验室条件下该菌株产中间苍白杆菌胞外多糖得率可高达67%,高于一般报道杆菌产糖比例(35%~55%)。2.本专利技术所述中间苍白杆菌胞外多糖吸附金属离子能力强,对各类重金属离子吸附效率>60%,大于一般多糖的金属离子文献报道吸附率。3.本专利技术所述中间苍白杆菌胞外多糖通过吸附金属离子可以达到修复土壤的功效,同时,所述中间苍白杆菌胞外多糖具有保湿与保水作用,在土壤修复、调节领域具有巨大应用价值。附图说明图1为中间苍白杆菌ZY03在平面培养基中产糖的照片。图2为所述中间苍白杆菌胞外多糖的分子质量凝胶渗透色谱图。本专利技术提供的中间苍白杆菌ZY03(IntermediateochrobactrumZY03)已经于2016年5月20日提交中国典型培养物保藏中心(简称为CCTCC,位于中国武汉大学)进行保藏,保藏号为CCTCCNO:M2016273。具体实施方式为了进一步理解本专利技术,下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点,而不是对本专利技术权利要求的限制。实施例1中间苍白杆菌胞外多糖的菌株的筛选与菌种鉴定菌种分离碳为来自已经发霉的黄芪药渣,从黄芪药渣中筛选分离获得具有腈类水解酶活力的微生物。液体培养基组成为:蛋白胨8g/L,酵母粉5g/L,氯化钠10g/L,pH7.0;平板培养基组成为:蛋白胨8g/L,酵母粉4g/L,氯化钠10g/L,琼脂粉15g/L;筛选培养基组成为:甘油3g/L,氯化镁0.4g/L,硫酸镁0.5g/L,亚磷酸氢钠2g/L,亚磷酸氢钾2g/L,灭菌后加入5mL/L的β-氨基丙腈。在筛选培养基上长出菌体的培养液稀释不同梯度,进行平板涂布,选取不同单菌落接种到筛选培养基中进行培养72h,离心得到菌体,取0.5g离心得到菌体,加入10mL磷酸缓冲溶液,震荡混匀,加入0.04mLβ-氨基丙腈,室温水浴转化。上清观察荧光变化,并分别取0,12,24h的样品进行HPLC检测。反应后,经HPL本文档来自技高网
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一种中间苍白杆菌胞外多糖及其在土壤改良方面的应用

【技术保护点】
一种中间苍白杆菌胞外多糖,其特征在于,通过高产细菌多糖的菌株ZY03发酵制备中间苍白杆菌胞外多糖。

【技术特征摘要】
1.一种中间苍白杆菌胞外多糖,其特征在于,通过高产细菌多糖的菌株ZY03发酵制备中间苍白杆菌胞外多糖。2.根据权利要求1所述的中间苍白杆菌胞外多糖吸附金属离子的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤(1):获得产胞外多糖的中间苍白杆菌ZY03;步骤(2):获得中间苍白杆菌胞外多糖;步骤(3):中间苍白杆菌胞外多糖对金属离子的吸附;步骤(4):中间苍白杆菌胞外多糖对金属离子的解吸附。3.根据权利要求2所述的中间苍白杆菌胞外多糖吸附金属离子的方法,其特征在于:所述步骤(1)的获得产胞外多糖的中间苍白杆菌ZY03的工艺为:从发霉中药药渣获得高效产糖菌株,16srDNA进行菌种鉴定,获得一种高产细菌多糖的菌株,保藏名称:中间苍白杆菌ZY03(IntermediateochrobactrumZY03),保藏单位:中国典型培养物保藏中心,保藏地址:中国武汉大学,保藏日期:2016年5月20日;保藏号为CCTCCM2016273,以中间苍白杆菌ZY03为生产菌株,接种于天然培养基中,在温度30℃、180rpm转速、通风比1∶1培养基中培养18-24小时,获种子培养液;将所述种子培养液接种于多糖发酵培养基中,摇床中发酵3-5天,得到发酵液。4.根据权利要求2所述的中间苍白杆菌胞外多糖吸附金属离子的方法,其特征在于:所述步骤(2)的获得中间苍白杆菌胞外多糖工艺为:发酵液经高速离心去除菌体,上清液真空浓缩至原液体积的1/3,用1-3倍体积的无水乙醇沉淀,离心取沉淀,沉淀物采用Sevag法去蛋白,再经乙醇沉淀,沉淀物经等量的75%...

【专利技术属性】
技术研发人员:张森段金廒陶伟伟严辉马新飞宿树兰
申请(专利权)人:南京中医药大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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