一种厌氧真菌及用其发酵水稻秸秆生产甲酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种厌氧真菌及用其发酵水稻秸秆生产甲酸的方法，属于生物领域，该厌氧真菌(Piromyces sp.)Yak TZF,CGMCC NO:13392，具有大量产甲酸的能力。用该厌氧真菌发酵水稻秸秆生产甲酸的方法，包括如下步骤：以水稻秸秆，以厌氧真菌(Piromyces sp.)Yak TZF纯培养为接种物，同时加入复合抗生素和配制好的氯霉素，于39℃温度下厌氧培养7天，所产生甲酸浓度达到27.9mM。本发明专利技术特点在于：1.本发明专利技术方法工艺更加简便，主要是厌氧环境的保证。2.本发明专利技术方法对秸秆只需粉碎风干，不需要给秸秆去皮。3.本发明专利技术方法所产甲酸浓度很高。

【技术实现步骤摘要】
一种厌氧真菌及用其发酵水稻秸秆生产甲酸的方法
本专利技术属于生物领域，具体涉及一种厌氧真菌及用其发酵水稻秸秆生产甲酸的方法。
技术介绍
能源短缺和环境危机是制约当今世界经济社会发展的两大主要问题。世界各国在努力提高现有能源利用效率的同时，积极寻求新能源出路。生物质能源是当今世界上仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源，在世界能源总消费量中占14％左右。生物质能源以其可再生、资源丰富、价廉环保而逐渐成为一种重要的新的替代能源。农作物秸秆是生物质能源的重要组成部分，蕴藏着巨大的养分，是重要的能源和资源，也是一种重要的可再生性生物资源。按热值计2吨秸秆约相当于1吨标准煤，故被称为是永不枯竭的能源，如何让农作物秸秆能源发挥最大效益，已成为全世界广泛关注的问题。据Smith(1984)统计，农作物秸秆在世界上的产量每年大约有20-30亿吨。其中小麦秸占21％，稻草19％，大麦秸10％，玉米秸35％，谷草5％，高粱秸5％。中国是农业大国，秸秆资源类型十分丰富，分布广泛，种类繁多，我国农作物秸秆年总产量达5.5-5.7亿多吨，列世界之首，主要秸秆类型是小麦，玉米和水稻等粮食作物。秸秆资源的开发利用，既可缓解农村肥料、饲料、能源和工业原料的紧张状况，又可保护农村生态环境、促进农村经济可持续协调发展，但目前我国农村的大量秸秆资源完全处于高消耗、高污染、低利用率、低产出状况，没有得到合理开发利用，畜牧业能量饲料资源紧缺严重，解决人畜争粮，提高饲料利用率，开发利用新的饲料资源，解决能源问题已成为亟待解决的问题。随着石油、煤炭等不可再生资源的日益减少，综合利用农作物秸秆这种宝贵的可再生资源资源对于节约资源、保护环境、促进农业可持续发展具有重要意义。Orpin1975年首次证实瘤胃内有厌氧真菌存在时，厌氧真菌降解纤维素的能力引起了重视。反刍动物和草食动物胃肠道中的瘤胃厌氧真菌是重要的纤维降解菌之一。由于厌氧真菌菌丝具有穿透植物厚壁组织的物理降解作用以及产生一系列高活性的降解植物细胞壁的纤维素降解酶，包括纤维素酶、半纤维素酶和酯酶等多种木质纤维素降解酶的化学降解作用，被认为在瘤胃的木质化组织的降解中发挥重要作用。厌氧真菌对底物的降解能力与菌株种属、底物种类、培养方法、分离动物的饲料和动物的地域分布都有关系，同属不同菌株的降解能力也不同。一般认为Neocallimastix属和Piromyces属降解秸秆的能力较强。厌氧真菌可以利用的底物包括可溶性糖，如葡萄糖、果糖、纤维二糖、龙胆二糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖等，以及纤维素、木聚糖、葡聚糖等复杂的结构性多糖，储存还有淀粉和糖原等贮存性多糖等。Neocallimastix属菌株利用的多糖种类最多，Caecomyces属对底物的利用种类最少，同属厌氧真菌的的不同菌株对各种糖类的利用能力也不一样。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种厌氧真菌。本专利技术的另一个目的是提供用上述厌氧真菌发酵水稻秸秆生产甲酸的方法。本专利技术技术方案如下：一种厌氧真菌(Piromycessp.)YakTZF,CGMCCNO:13392，具有大量产甲酸的能力。用上述的厌氧真菌发酵水稻秸秆生产甲酸的方法，包括如下步骤：以水稻秸秆，以厌氧真菌(Piromycessp.)YakTZF纯培养为接种物，同时加入复合抗生素和配制好的氯霉素，于39℃温度下厌氧培养7天，所产生甲酸浓度达到27.9mM。优选地，所述复合抗生素为1600IU/mL青霉素和2000IU/mL硫酸链霉素。优选地，厌氧培养7天后，对厌氧瓶内发酵液在4℃，10000×g条件下离心10min收集上清测定甲酸产量。本专利技术厌氧真菌(Piromycessp.)YakTZF,CGMCCNO:13392，已经于2016年12月23日在中国微生物菌种管理委员会普通微生物中心(北京)保藏，地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院生物研究所。干草、树叶、秸秆、秕壳等这类粗饲料，是反刍动物的重要营养来源，占反刍动物日粮的40％-80％，粗饲料中的纤维素经过瘤胃微生物发酵形成挥发酸、二氧化碳及甲烷等产物，是反刍动物的主要能源物质。秸秆的主要成分是木质纤维素，包括纤维素、半纤维素和木质素等，这些物质很难被动物消化利用。提高秸秆的利用效率，开发秸秆为成纤维素含量低、蛋白质含量高，营养丰富、成本低、消化率高、适口性好达到变费为宝的目的具有重要的生态效益和战略意义，建立高效生物转化技术是解决我国巨大秸秆资源的根本出路。实现纤维素的生物转化一个有效途径就是利用高效纤维酶降解木质纤维素为小分子有机物。厌氧真菌对底物的降解能力与菌株种属、底物种类、培养方法、分离动物的饲料和动物的地域分布都有关系，同属不同菌株的降解能力也不同。Neocallimastix属和Piromyces属降解秸秆的能力较强。反刍动物瘤胃是一个天然独特的消化发酵罐，对粗纤维显著的降解能力为世界瞩目，这源于瘤胃内存在大量能够降解纤维素的微生物。我国牦牛饲养主要以放牧为主，放牧条件下牦牛所采食的低质牧草细胞壁主要由纤维素、半纤维素和木质素构成。牦牛瘤胃微生物高效协同降解野牧草为牦牛提供营养，使牦牛瘤胃成为高效降解木质纤维素的天然发酵罐。本专利技术特点在于：1.本专利技术方法工艺更加简便，主要是厌氧环境的保证。2.本专利技术方法对秸秆只需粉碎风干，不需要给秸秆去皮。3.本专利技术方法所产甲酸浓度很高。具体实施方式下面对本专利技术做进一步详细的说明。1.牦牛瘤胃厌氧真菌的分离和鉴定1.1材料1.1.1采样地点概况与牦牛瘤胃液的采集研究地点位于甘肃省天祝藏族自治县乌鞘岭牧场(102°47′13″E，37°10′37″N)，年均温-1-1.3℃，最高气温26℃，最低气温-30℃，年降水量265-632mm，海拔3100-3400m，属寒冷高原气候类型，温度变化剧烈，日照强，雨量充沛，植物生长期约120天，高寒草甸是主要草地类型。野生牧草包括羊茅、苔草、早熟禾、嵩草、藏嵩草、细叶嵩草、棘豆、金露梅、珠芽寥，珠芽蓼(Polygonumviviparum)和线叶嵩草(Kobresiacapillifolia)是该地区的主要优势物种。2012年春季3月以采食天然牧草，无补饲的全放牧天祝白牦牛中的20头健康公牦牛(阉牛，年龄4-5岁，体重250±50kg)为实验动物。用不锈钢胃管一头通过开口器插入瘤胃，另一头接抽空气设备抽吸出胃管内空气形成负压后瘤胃食糜液从不锈钢胃管中流出，迅速用无菌注射器分别吸取1mL瘤胃食糜液接种到9mL厌氧真菌液体培养基中，并置39℃恒温培养。1.1.2厌氧真菌培养基基本培养基：参考Bauchop(1979)培养基做改进。酵母膏1.0g，蛋白胨1.0g，NaHCO37.0g，刃天青(1.0g/L)1mL，L-半胱氨酸盐酸盐1.7g，晨饲前采集瘤胃液8000×g，4℃离心20min后的上清170mL，盐溶液I165mL，盐溶液II165mL，蒸馏水定容至1000mL。盐溶液I包括NaCl6g，(NH4)2SO43g，KH2PO43g，CaCl2·2H2O0.4g，MgSO4·2H2O0.6g，蒸馏水定容至1000mL。盐溶液II包括4gK2HPO4，蒸馏水定容至1000mL。分离纯化培养基：在液体基本厌氧培养基中添加1.0g/L葡萄糖，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种厌氧真菌(Piromyces sp.)Yak TZF,CGMCC NO:13392，具有大量产甲酸的能力。

【技术特征摘要】
1.一种厌氧真菌(Piromycessp.)YakTZF,CGMCCNO:13392，具有大量产甲酸的能力。2.用权利要求1所述的厌氧真菌发酵水稻秸秆生产甲酸的方法，其特征在于包括如下步骤：以水稻秸秆，以厌氧真菌(Piromycessp.)YakTZF纯培养为接种物，同时加入复合抗生素和配制好的氯霉素，于39℃温度下厌氧培养7天，所产生甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏亚琴，王治业，
申请(专利权)人：甘肃省科学院生物研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃,62