一株解淀粉芽孢杆菌及其在制备2,5-呋喃二甲酸中的应用制造技术

本发明专利技术涉及一株解淀粉芽孢杆菌及其在制备2,5

【技术实现步骤摘要】
一株解淀粉芽孢杆菌及其在制备2,5
‑
呋喃二甲酸中的应用


[0001]本专利技术涉及一株解淀粉芽孢杆菌及其在制备2,5
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呋喃二甲酸中的应用，属于生物


技术介绍

[0002]2,5
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呋喃二甲酸(2,5
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Furandicarboxylic acid,FDCA)是美国能源部重点推广的12种生物基平台化合物中唯一含有芳香环的化合物，它被认为是最有可能替代对苯二甲酸(PTA)的芳香生物基单体。以2,5
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呋喃二甲酸代替对苯二甲酸可以合成出一系列呋喃基高分子化合物或助剂。呋喃基高分子化合物在生物基工程塑料、生物基纤维及生物基包装材料上有很大发展潜力。
[0003]目前，制备2,5
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呋喃二甲酸的方法有化学催化法和生物酶催化法。化学催化法是目前应用最广泛的一种方法，一般采用贵金属作催化剂，往往需要高温及高压的反应条件，而且对于反应后的废液往往需要进行特殊处理，如中国专利文献CN105037303A(申请号201510395096.0)以钼酸季铵盐和钨酸季铵盐为催化剂，氧气、双氧水或者空气为氧化剂，在碱性环境下加热到80
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120℃，对5
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羟甲基糠醛进行选择性氧化，制备2,5
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呋喃二甲酸；中国专利文献CN106749130A(申请号201710108023.8)将铂负载催化剂、5
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羟甲基糠醛和溶剂水加入到反应器中，在氧气气氛下，20～100℃反应2～12h，得到2,5
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呋喃二甲酸；中国专利文献CN107365287A(申请号201610308198.9)在空气和/或氧气存在下，将5
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羟甲基糠醛的水溶液与贵金属催化剂和固体碱性助剂接触，进行催化氧化反应以将5
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羟甲基糠醛合成2,5
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呋喃二甲酸。与化学催化法不同，生物酶催化法在常温常压下即可催化5
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羟甲基糠醛氧化合成2,5
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呋喃二甲酸，而且生物酶催化具有选择性更强且工艺简单等优点。如中国专利文献CN104371955A(申请号201410606067.X)公开了一种合成2,5
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呋喃二甲酸的土生拉乌尔菌，应用该菌进行全细胞转化生产2,5
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呋喃二甲酸的产量可达7.95g/L；中国专利文献CN106554978A(申请号201510644672.0)采用脂肪酶和5
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羟甲基糠醛氧化酶在“一锅法”中协同催化氧化5
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羟甲基糠醛制备2,5
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呋喃二甲酸；中国专利文献CN108977472A(申请号201710407324.0)采用5
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羟甲基糠醛氧化酶和5
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羟甲基糠醛氧化酶突变酶串联催化氧化5
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羟甲基糠醛制备2,5
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呋喃二甲酸；中国专利文献CN113388565A(申请号202110724944.3)利用两种经过遗传修饰的霍氏假单胞菌为生物催化剂，氧化5
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羟甲基糠醛制备2,5
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呋喃二甲酸。
[0004]虽然生物酶催化法有较多优点，但5
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羟甲基糠醛对细胞有毒害作用，目前有关利用解淀粉芽孢杆菌来生产2,5
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呋喃二甲酸还未见报道。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一株解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)及其在制备2,5
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呋喃二甲酸中的应用。本专利技术筛选出的解淀粉芽孢杆菌具有较高的5
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羟甲基糠醛耐受性，用于生产2,5
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呋喃二甲酸，具有良好的应用前景。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一株解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)WTF1，于2021年7月9日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址：中国武汉武汉大学，保藏编号为CCTCC NO：M2021847。
[0008]根据本专利技术优选的，所述解淀粉芽孢杆菌的16sDNA的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0009]根据本专利技术优选的，所述解淀粉芽孢杆菌具有5
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羟甲基糠醛耐受性，在培养基中培养时5
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羟甲基糠醛的耐受浓度范围为0
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20mM。
[0010]本专利技术的解淀粉芽孢杆菌筛选自造纸废水中，是取造纸废水，在含有5
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羟甲基糠醛的培养基上筛选、培养，经发酵后检测发酵液中2,5
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呋喃二甲酸的产量，得到一株2,5
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呋喃二甲酸产量较高的菌株；所述菌株在5
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羟甲基糠醛浓度为20mM的培养基中仍能生长，是已报道的现有同属菌株中5
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羟甲基糠醛耐受性最高的菌株。
[0011]上述解淀粉芽孢杆菌的培养方法，包括步骤：
[0012]挑取解淀粉芽孢杆菌在固体种子培养基上划线，于25
‑
37℃培养20
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30h后，挑取单菌落转接入种子培养基中，在25
‑
37℃、180
‑
220rpm下培养10
‑
20h；以0.5
‑
2％的接种量转接入发酵培养基中，于25
‑
37℃、180
‑
220rpm条件下培养10
‑
20h，即得解淀粉芽孢杆菌菌液。
[0013]根据本专利技术优选的，所述发酵培养基或种子培养基的组分为：胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化钠10g/L；固体培养基再添加2％琼脂。
[0014]上述解淀粉芽孢杆菌在制备2,5
‑
呋喃二甲酸的应用。
[0015]根据本专利技术优选的，所述应用是以5
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羟甲基糠醛为底物，采用解淀粉芽孢杆菌全细胞转化生产2,5
‑
呋喃二甲酸。
[0016]一种应用上述解淀粉芽孢杆菌以5
‑
羟甲基糠醛为底物，全细胞转化生产2,5
‑
呋喃二甲酸的方法，包括步骤：
[0017]在OD
600
为50
‑
120的解淀粉芽孢杆菌菌悬液中添加5
‑
羟甲基糠醛，5
‑
羟甲基糠醛的终浓度为30
‑
125mM，在25
‑
37℃、180
‑
220rpm下转化生产50
‑
100h，即得含有2,5
‑
呋喃二甲酸的转化液。
[0018]所述解淀粉芽孢杆菌直接在5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一株解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)WTF1，于2021年7月9日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址：中国武汉武汉大学，保藏编号为CCTCC NO：M2021847。2.如权利要求1所述的解淀粉芽孢杆菌，其特征在于，所述解淀粉芽孢杆菌的16sDNA的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；优选的，所述解淀粉芽孢杆菌具有5
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羟甲基糠醛耐受性，在培养基中培养时5
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羟甲基糠醛的耐受浓度范围为0
‑
20mM。3.权利要求1所述的解淀粉芽孢杆菌的培养方法，其特征在于，包括步骤：挑取解淀粉芽孢杆菌在固体种子培养基上划线，于25
‑
37℃培养20
‑
30h后，挑取单菌落转接入种子培养基中，在25
‑
37℃、180
‑
220rpm下培养10
‑
20h；以0.5
‑
2％的接种量转接入发酵培养基中，于25
‑
37℃、180
‑
220rpm条件下培养10
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20h，即得解淀粉芽孢杆菌菌液。4.如权利要求3所述的培养方法，其特征在于，所述发酵培养基或种子培养基的组分为：胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化钠10g/L；固体培养基再添加2％琼脂。5.权利要求1所述的解淀粉芽孢杆菌在制备2,5
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呋喃二甲酸的应用。6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述应用是以5
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羟甲基糠醛为底物，采用解淀粉芽孢杆菌全细胞转化生产2,5
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呋喃二甲酸。7.一种应用权利要求1所述的解淀粉芽孢杆菌以5
‑
羟甲基糠醛为底物，全细胞转化生产2,5
‑
呋喃二甲酸的方法，包括步骤：在OD
600
为50
‑
120的解淀粉芽孢杆菌菌悬液中添加5
‑
羟甲基糠醛，5
‑
羟甲基糠醛的终浓度为30
‑
125mM，在25
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37℃、180
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220rpm下转化生产50
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100h，即得含有2,5
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呋喃二甲酸的转化液。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述解淀粉芽孢杆菌菌悬液是将解淀粉芽孢杆菌菌体用pH6
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8的缓冲液重悬后得到的；进一步优选的，所述解淀粉芽孢杆菌菌体是按照权利要求3所述的解淀粉芽孢杆菌的培养方法培养后离心得到的；或者是将解淀粉芽孢杆菌于25
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37℃、180
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220rpm条件下在发酵培养基中培养12...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁海波，王腾飞，丛浛羽，刘洪玲，黄迪，蒋艺，班可奕，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：