一种微生物发酵过程中挥发性组分的收集方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种微生物发酵过程中挥发性组分的收集方法及应用，属于生物技术领域。本发明专利技术将接种有微生物的液体培养基置于培养容器中进行培养；培养结束后将培养容器移至加热器中，于29～35℃加热平衡，然后采用固相微萃取技术收集挥发性组分。本发明专利技术通过调整加热温度，使所得到的挥发性组分中不含有培养基产生的挥发性成分，保证了微生物代谢成分检测的灵敏度和准确度。本发明专利技术通过该方法收集得到的贝莱斯芽孢杆菌LT1挥发性组分，首次发现贝莱斯芽孢杆菌LT1的独有成分，以及贝莱斯芽孢杆菌LT1的独有成分对多种植物病原菌的抑制作用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种微生物发酵过程中挥发性组分的收集方法及应用


[0001]本专利技术属于生物
，具体涉及一种微生物发酵过程中挥发性组分的收集方法及应用。

技术介绍

[0002]MVOCs(microbial volatile organic compounds，挥发性有机物)是生物生长和发育过程中代谢产生的，并与其生长活动密切相关的，在常温常压下具有挥发性质的化合物，这些有机物绝大多数是亲脂性的物质，水溶性低，能够在20℃和0.01Pa环境下快速地挥发，进入气相状态。研究表明，MVOCs作用主要有：(1)作为群落内和群落间的信号物质；(2)细胞与细胞间信号物质；(3)可能的碳释放通道；(4)生长促进或抑制因子。微生物能产生大量种类丰富、功能多样的挥发性物质。据统计，已经发现细菌产生的挥发性有机物超过346种，主要有烯烃、醇、酮、萜、苯、吡嗪、酸、酯等物质。而已鉴定的250种由真菌产生的挥发性有机物主要是醇、苯、醛、烯烃、酸、酯、酮等物质。
[0003]MVOCs的相关研究都是在封闭的环境中进行的。MVOCs成分较为复杂，往往含有不同化学结构、不同极性的多种物质。研究MVOCs至关重要的第一步是在微生物新陈代谢过程中尽可能多且全面地获取挥发性物质成分。因此，所期望的MVOCs取样技术应该是高效的、适用于收集不同化学结构、不同极性的MVOCs成分，而且还要避免样品污染。到目前为止，曾在MVOCs取样中使用过的技术主要有液液萃取(liquid
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liquid extraction，LLE)、汽馏(steam distillation，SD)、同时蒸馏萃取(simultaneous dis
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tillation extraction，SDE)、吹扫捕集(purge and trap，P&T)、超临界流体萃取(supercritical fluid extraction，SFE)和固相微萃取(solidphase microex
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traction，SPME)。其中，LLE、SD和SDE是经典的挥发性有机化合物收集技术，但是这些技术不仅需要多个步骤，使用有机溶剂量大，费时长，而且一些不稳定的VOC成分(如烯、酯和不饱和VOC成分)在加热萃取或蒸馏的过程中会分解或降解。如今，P&T、SFE和SPME被认为是技术先进、环境友好型的挥发性有机化合物收集技术，尤其是SPME，具有高灵敏性、准备时间短、采集速度快等特点。但是目前，上述技术依然存在耗时长，需要仪器设备复杂，成本高，操作难度大的问题，十分不利于微生物的挥发性组分(MVOCs)的快速检测，并且样本萃取前处理也会破坏样本原有挥发性组分组成，部分挥发性组分发生理化性质改变，部分在培养基的成分释放出来，导致结果出现误差，十分不利于挥发性组分的鉴定。因此，亟需一种能够保证微生物代谢过程中气体成分稳定的收集及处理方法，实现检测的精准性。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种微生物发酵过程中挥发性组分的收集方法，可以保证微生物代谢过程中气体成分稳定，从而实现微生物代谢成分的精准性检测。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种微生物发酵过程中挥发性组分的收集方法，包括以下步骤：
[0007]接种有微生物的液体培养基置于培养容器中进行培养；培养结束后将培养容器于29～35℃加热平衡，然后采用固相微萃取技术收集挥发性组分。
[0008]优选的，所述加热器温度为30～32℃。
[0009]优选的，所述培养结束后，培养容器于室温静置1.5～2.5h再加热。
[0010]优选的，所述加热平衡时间为8～12min。
[0011]优选的，所述微生物包括贝莱斯芽孢杆菌LT1。
[0012]本专利技术还提供了上述方法在微生物代谢过程产生的挥发性组分的分离或分析中的应用。
[0013]本专利技术还提供了上述方法收集得到的贝莱斯芽孢杆菌LT1挥发性组分。
[0014]优选的，所述组分包括乙基硼酸、甲基乙烯酮、醋酸乙烯酯、2
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丁酮、异丁酸、2
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癸酮、2
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十二酮、2
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十四酮、2
‑
癸醇、甲基丁酸、异戊酸、5
‑
甲基
‑2‑
己酮、2
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特瑞坎酮、2
‑
十一烷酮、2
‑
庚酮、6
‑
甲基
‑2‑
庚酮、2
‑
壬醇和1
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碘十二烷。
[0015]本专利技术还提供了上述贝莱斯芽孢杆菌LT1挥发性组分在抑制植物病原菌中的应用。
[0016]优选的，所述植物病原菌包括白术叶斑病、黄连白绢病菌、烟草根腐病菌、竹节参圆斑病菌、麦冬根腐病菌、半夏核盘菌、烟草赤星病菌、烟草炭疽病菌和重楼灰霉病菌。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0018]本专利技术精准度高，实验误差小，避免了在处理过程中可能会产生杂质气体，将培养基中挥发性成分释放出来的问题，可以保证微生物代谢过程中气体成分稳定，从而实现微生物代谢成分的精准性检测，提高了检测灵敏度，可以有效了解微生物在代谢过程中挥发性成分变化情况，为微生物的综合利用和研究提供了技术支撑。
[0019]本专利技术气体收集操作简单，成本低廉，操作时间短，只需要简单的顶空瓶对气体进行收集，适合大规模高通量微生物挥发性组分检测，便于快速测定和分析。
[0020]贝莱斯芽孢杆菌LT1(拉丁名Bacillus velezensis LT1)，保藏单位：中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC)，保藏单位地址：中国武汉，武汉大学，保藏编号：CCTCC NO：M2020023，保藏日期为2020年1月7日。
附图说明
[0021]图1：菌株LT1挥发性产物VOCs抑菌谱；
[0022]图2：菌株LT1产生的VOCs对不同致病菌真菌丝生长的抑制效果；
[0023]图3：菌株LT1产生的挥发性成分对黄连白绢病的防治效果；
[0024]图4：菌株LT1产生的挥发性成分单品对白绢病菌菌丝的抑制效果；
[0025]图5：LT1菌株挥发性成分对白绢病菌菌丝形态的影响；
[0026]图6：LT1菌株挥发性成分处理后白绢病菌菌丝超微结构。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供了一种微生物发酵过程中挥发性组分的收集方法，包括以下步骤：接种有微生物的液体培养基置于培养容器中进行培养；培养结束后将培养容器移至加热器中，于29～35℃加热平衡，然后采用固相微萃取技术收集挥发性组分。
[0028]本专利技术对微生物代谢过程产生的挥发性成分进行制备：先将微生物菌种接种于液体培养基中，然后将液体培养基置于培养容器中，密封后摇菌培养。本专利技术通过密封摇菌培本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微生物发酵过程中挥发性组分的收集方法，其特征在于，包括以下步骤：接种有微生物的液体培养基置于培养容器中进行培养；培养结束后将培养容器于29～35℃加热平衡，然后采用固相微萃取技术收集挥发性组分。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热器温度为30～32℃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述培养结束后，培养容器于室温静置1.5～2.5h再加热。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热平衡时间为8～12min。5.根据权利要求1～4任意一项所述的方法，其特征在于，所述微生物包括贝莱斯芽孢杆菌LT1。6.权利要求1～4任意一项所述方法在微生物代谢过程产生的挥发性组分的分离或分析中的应用。7.权利要求5所述方法收集得到的贝莱斯芽孢杆菌LT1挥发性组分。8.根据权利要求7所述的挥发性组分，其特征在于，所述组分包括乙基硼酸、甲基乙烯酮、醋酸乙烯酯、2
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丁酮、...

【专利技术属性】
技术研发人员：游景茂，唐涛，王帆帆，段媛媛，郭晓亮，郭杰，
申请(专利权)人：湖北省农业科学院中药材研究所，
类型：发明
国别省市：