CN105567611A - 一种脱叶链霉菌a1013y及其应用 - Google Patents
一种脱叶链霉菌a1013y及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种脱叶链霉菌A1013Y及其应用,属于微生物分离、培养技术领域。本发明的脱叶链霉菌A1013Y,从河南新乡金利尔乳制品厂附近的土壤中分离、筛选得到;其保藏号为:CGMCC?No.11451。本发明的脱叶链霉菌A1013Y能够产生蓝色素;于22-37℃即可生长并将色素分泌至胞外;通过摇瓶发酵48-96h,即可产生色价可达到325U/mL的发酵液;而且,连续传代10代以上,产蓝色素能力不变。本发明的脱叶链霉菌A1013Y所产生的色素为水溶性色素;对热稳定,在80℃温度条件下保温2h,色价无明显改变;对酸碱在避光条件下稳定,避光保存1d,色价无明显变化;对DPPH自由基、ABTS+自由基和OH具有一定的清除作用,说明该蓝色素具有一定的抗氧化能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种脱叶链霉菌A1013Y及其应用,属于微生物分离、培养技术领域。
背景技术
色素分为人工合成色素和天然色素,两者均已应用到食品、医药、化工等生产领域,但随着人们对合成色素的认识越来越深入,它其中可能含有的有毒、有害成分,及其在生产中可能产生的污染物已经引起了各国众多领域的高度重视。因此,在合成色素使用量逐渐减少的同时,天然色素的生产制备及应用受到越来越多的关注。
天然色素主要来源于植物、动物和微生物,由于以植物和动物为原料的色素的制备,受季节、温度、时间和空间等因素的限制较多,且成本较高,相比之下,微生物种类多样,生长周期短,生长条件便于控制,易实现工厂化生产,因此以微生物制取色素就有了得天独厚的优势。
蓝色素作为三种基色之一,可以和红、黄系色素相互调配成多种颜色,有很强的应用性。目前所报道的天然产蓝色素微生物主要是链霉菌,有文章中提到的链霉菌(Streptomycessp.)、假单胞菌(Pseudomonassp.)、假交替单胞菌(Pseudoalteromonassp.)、杜檊氏菌(Duganellasp.)等,由于色素是微生物的次级代谢产物,发酵基质与产生机理等不同会产生不同组分的蓝色素,但与产红、黄系色素微生物相比,总体天然产蓝色素微生物种类较少,因此进一步开发新的微生物资源生产蓝色素,使天然色素种类更加丰富具有很高的研究和实用价值。
发明内容
针对国内外市场上天然蓝色素供不应求的现状,本发明的目的在于提供一种可产蓝色素的链霉菌,命名为脱叶链霉菌A1013Y;本发明还提供了用于获得脱叶链霉菌A1013Y的培养基、脱叶链霉菌A1013Y的应用及其通过发酵获得天然蓝色素的方法。
技术方案
一种脱叶链霉菌A1013Y,其保藏号为:CGMCCNo.11451。
本发明的产蓝色素链霉菌,从河南新乡金利尔乳制品厂附近的土壤中分离、筛选得到。
本发明的链霉菌A1013Y,用改良的LB固体培养基进行培养24h后:幼龄菌落为圆形、边缘突起、表面湿润、呈白色,老化后菌落表面干燥、褶皱、呈灰白色;分泌色素呈现深蓝色素;显微镜观察,细胞孢子呈圆柱形、链直、有分支,如图1所示;
用高氏I号固体培养基进行培养72h后,老化后的菌落较小、中间凸起;分泌色素呈现紫色;显微镜下观察,菌丝(细胞孢子)形态见图2;
用蔗糖查氏固体培养基进行培养72h后,老化后的菌落较小、中间凸起;分泌色素呈现紫色;显微镜下观察,菌丝(细胞孢子)形态见图3。
对本发明的链霉菌A1013Y进行16SrDNA基因测序,序列SEQIDNO.1所示。将所得菌株序列通过Genebank序列比对,利用MEGA6建立系统发育树,结果见图4。通过16SrDNA序列系统发育分析,菌株A1013Y鉴定为:Streptomycesexfoliatesgroup。
本发明的脱叶链霉菌A1013Y能够产生蓝色素;通过摇瓶发酵48-96h,即可产生色价可达到325U/mL的发酵液;而且,连续传代10代以上,产蓝色素能力不变。
本发明的脱叶链霉菌A1013Y于22-37℃即可生长并将色素分泌至胞外。
本发明的脱叶链霉菌A1013Y所产生的色素为水溶性色素;对热稳定,在80℃温度条件下保温2h,色价无明显改变;对酸碱在避光条件下稳定,避光保存1d,色价无明显变化;对DPPH自由基、ABTS+自由基和OH具有一定的清除作用,说明该蓝色素具有一定的抗氧化能力。因此,与现有的能产生蓝色素的链霉菌相比,本发明的链霉菌的特殊之处在于具有良好的产蓝性能,摇瓶发酵后所产蓝色素色价高达325U/mL,所产蓝色素的颜色鲜亮、性质稳定、具有良好的抗氧化性。
本发明还提供了一种用于培养、分离本发明的链霉菌A1013Y的培养基,其组成为:乳糖10g/L、胰蛋白胨5g/L、酵母浸粉10g/L、NaCl4g/L、琼脂20g/L和水余量,其pH为7.0。
本发明还提供了脱叶链霉菌A1013Y的应用,产蓝色素。
本发明的链霉菌A1013Y产蓝色素的方法,是将脱叶链霉菌A1013Y接种于发酵培养基,转速140-180r/min、32℃恒温发酵,即可获得含有蓝色素的发酵液;
所述发酵培养基的pH为7.0;每1L发酵培养基含有以下成分:葡萄糖25g,牛肉膏3g,胰蛋白胨5g,大豆蛋白胨0.6g,NaCl3g,水余量。
上述方法,在将脱叶链霉菌A1013Y接种于发酵培养基之前,通常会进行平板培养和增殖培养;然后将脱叶链霉菌A1013Y的增殖液接种到发酵培养基;
所述平板培养:将脱叶链霉菌A1013Y接种到改良的LB固体培养基,37℃恒温培养24h;
所述增殖培养:将平板培养后的脱叶链霉菌A1013Y接种到增殖培养基,转速140-180r/min、32℃恒温培养40h培养,得增殖液;
其中,所述改良的LB固体培养基、增殖培养基的pH均为7.0;
每1L改良的LB固体培养基含有以下成分:乳糖10g,胰蛋白胨5g,酵母浸粉10g,NaCl4g,琼脂20g,水余量;
每1L增殖培养基含有以下成分:乳糖10g,胰蛋白胨5g,酵母浸粉10g,NaCl4g,水余量。
经过上述平板培养和增殖培养后的脱叶链霉菌A1013Y增殖液,如果以8%的接种量接种到发酵培养基,培养48h-96h,即可获得蓝色素色价为325U/mL的发酵液。所以,上述方法,优选的,将脱叶链霉菌A1013Y增殖液的接种量限定为8%、将发酵时间限定为48h-96h。
上述方法,还可以包括蓝色素粗品制取:将发酵液于4℃、8000r/min离心15min,取上清,旋蒸、浓缩,冷冻干燥得蓝色素粗品。
本发明所用的专业术语说明:
色价:即色素效价相对定义,指每1mL发酵液所提取色素在pH9.0,波长在575nm下测定吸光度,将OD值为0.1定义为1个色素效价相对单位(U/mL)。
与现有技术比,本发明优势在于:
1、本发明提供的脱叶链霉菌,可利用改良后的牛肉膏蛋白胨等为原料发酵制得天然色素,满足市场需要;
2、通过摇瓶发酵优化,发酵周期72-96h,含有蓝色素的发酵液的色价可达到325U/mL;
3、本发明的菌株适用于温度22-37℃,室温下即可生长并将色素分泌至胞外;
4、本发明色素为水溶性色素,溶解性较好,对热稳定,对酸碱在避光条件下稳定,具有一定的抗氧化性;
5、本菌株遗传稳定性好,操作简单,连续传代10代以上,产蓝色素能力不变。
保藏信息
保藏单位:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心
地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所
保藏日期:2015年9月23日
保藏编号:CGMCCNo.11451
分类命名:脱叶链霉菌Streptomycesexfoliatus。
附图说明
图1显微镜观察脱叶链霉菌A1013Y在改良LB固体培养基生长24h后的细胞孢子形态(菌丝形态);
图2显微镜观察脱叶链霉菌A1013Y在高氏I号固体培养基生长72h后的细胞孢子形态(菌丝形态);
图3显微镜观察脱叶链霉菌A1013Y在蔗糖查氏固体培养基生长72h后的细胞孢子形态(菌丝形态);
图4脱叶链霉菌A1013Y系统进化发育树图;
图5实施例3中液体发酵上清液在紫外波长575nm处的吸收峰图谱。
具体实施方式
在下面所述的具体实施例中,如无特殊说明,均为本领域常用方法。实施例中未注明具体技术或条件者,按照本领域内的文献所描述的技术或条件(参考张和春等人的相关文献)或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。
下述实施例所用培养基如下:
改良LB平板培养基:乳糖10g/L、胰蛋白胨5g/L、酵母浸粉10g/L、NaCl4g/L、琼脂20g/L、水余量,pH为7.0;
斜面培养基:乳糖10g/L、胰蛋白胨5g/L、酵母浸粉10g/L、NaCl4g/L、琼脂20g/L、水余量,pH为7.0;
牛肉膏蛋白胨培养基:牛肉膏3g/L、胰蛋白胨5g/L、NaCl3g/L、琼脂20g/L、水余量,pH7.0;
高氏I号培养基:可溶性淀粉20g/L、KNO31g/L、K2HPO40.5g/L、MgSO4·7H2O0.5g/L、FeSO4·7H2O0.01g/L、NaCl0.5g/L、琼脂粉20g/L、水余量,pH7.2;
蔗糖查氏培养基:蔗糖30g/L、NaNO33g/L、MgSO4·7H2O0.5g/L、KCl0.5g/L、K2HPO41g/L、FeSO4·7H2O0.01g/L、琼脂粉20g/L、水余量,pH7.2;
LB培养基:胰蛋白胨10g/L,酵母提取物5g/L,NaCl10g/L、水余量,pH7.0;
增殖培养基:乳糖10g/L、胰蛋白胨5g/L、酵母浸粉10g/L、NaCl4g/L、水余量,pH为7.0;
基础发酵培养基:牛肉膏3g/L、胰蛋白胨5g/L、NaCl3g/L、水余量,pH为7.0;
优化发酵培养基:葡萄糖27g/L、大豆蛋白胨4g/L、牛肉膏3g/L、胰蛋白胨5g/L、NaCl3g/L、水余量,pH为8.0;
实施例1脱叶链霉菌(Streptomycesexfoliatesgroup)的分离与鉴定
一、脱叶链霉菌A1013Y的分离
称取0.1g采集于河南省新乡市金利尔乳制品厂附近的土样,放进装有无菌水的1.5mL的PE小管中充分震荡均匀,用无菌水将其分别稀释成体积浓度为1×10-4、1×10-5两个梯度的稀释液,分别用灭菌的枪头吸取100度的稀释液涂布于预先配制并且灭菌的改良LB平板培养基中,于37℃培养24h。从改良LB平板培养基上划线分离单菌落,将挑取的单菌落中的部分进行制片镜检,判断菌株纯度(显微镜观察菌体为同一形态特征,为纯菌落)。如果不是纯菌落,应反复多次划线分离单菌落,直至获得纯菌落为止。将获得的纯菌落用斜面培养基保存,得到菌株纯培养体。
二、脱叶链霉菌A101Y的鉴定
1.形态特征
将步骤一获得的菌株纯培养体分别接种到以下培养基中(牛肉膏蛋白胨培养基、高氏I号培养基、蔗糖查氏培养基、LB培养基和改良LB平板培养基),观察培养特征:结果见表1:
表1.链霉菌A10131Y形态培养特征(可溶性色素存在于培养基)
37℃下在改良LB平板培养基平板培养24h,菌落直径2-3mm,菌落呈白色、边缘凸起、不整齐(肉眼直接观察);革兰氏染色阳性;显微镜观察,细胞孢子呈圆柱形、链直、有分支,结果见图1;
用高氏I号固体培养基进行培养72h后,老化后的菌落较小、中间凸起;分泌色素呈现紫色;显微镜下观察,菌丝(细胞孢子)形态见图2;
用蔗糖查氏固体培养基进行培养72h后,老化后的菌落较小、中间凸起;分泌色素呈现紫色;显微镜下观察,菌丝(细胞孢子)形态见图3;
根据表1及图1、2、3可以得出:步骤一分离所得菌株纯培养体是一种链霉菌,命名为脱叶链霉菌A1013Y。
3.16SrDNA序列分析
16SrDNA基因序列由北京宝杰罗生物公司测序(如SEQIDNO.1所示),将得到的16SrDNA序列提交到NCBI数据库中进行BLAST在线同源性比对分析,结果在GenBank数据库中找到多个链霉菌属显著相似的基因序列,其同源性高达99%。选出相似度较高的部分链霉菌16SrDNA,应用MEGA6软件,采用相邻拼接方法(NeighborJoiningMethod),构建系统进化发育树;所构建的系统进化发育树如图4所示,将该菌鉴定为脱叶链霉菌。
该菌株已于2015年11月4日送至中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏,保藏编号为:CGMCCNo.11451。
实施例2脱叶链霉菌A1013Y的培养和发酵培养基及发酵条件的优化
1.菌株的培养
将实施例1获得的菌株纯培养体(本发明的脱叶链霉菌A1013Y)置于灭菌后的装有50mL增殖培养基的250mL的三角瓶中,32℃恒温培养40-42h,180r/min;获得增殖液。
2.发酵培养基及发酵条件的优化
在基础发酵培养基的基础上,对碳源种类及浓度、氮源种类及浓度、发酵液初始pH、接种量、发酵时间、发酵温度、摇瓶转速进行优化,得到产蓝菌株A1013Y的优化发酵培养基(g/L):葡萄糖27g、大豆蛋白胨4g、牛肉膏3g,胰蛋白胨5g,NaCl3g,pH为8.0。
将步骤1培养好的增殖液以8%的接种量接种到115℃灭菌30min的装有50mL优化后发酵培养基的250mL的三角瓶中,转速160r/min、23℃恒温培养93h,得蓝色发酵液。蓝色发酵液中,蓝色素的色价达到325U/mL。
实施例3蓝色素粗品的制备及鉴定
1.蓝色素粗品的制备
将发酵得到的蓝色发酵液于4℃下8000r/min离心15min,取上清,将上清在45℃条件下进行旋蒸浓缩,浓缩后液体经冷冻干燥既得蓝色素粗品,粗品得率达到10g/L(得率,是相对于发酵液的)以上。
2.蓝色素的定性检测
将步骤1中获得的上清液通过高效液相色谱法进行梯度洗脱,洗脱条件见表2,流速为0.5mL/min,测定液体发酵液的成分,检测结果如图5:液体发酵液在紫外波长为570nm处有吸收波长,进一步验证发酵物质即为蓝色素。
表2.高效液相梯度洗脱条件
<110>北京工商大学
<120>一种脱叶链霉菌A1013Y及其应用
<160>1
<210>1
<211>1402
<212>DNA
<213>脱叶链霉菌(Streptomycesexfoliatus)
<400>1
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Claims (9)
1.一种脱叶链霉菌A1013Y,其保藏号为:CGMCCNo.11451。
2.根据权利要求1所述脱叶链霉菌A1013Y,其特征在于,
用改良的LB固体培养基进行培养24h后:幼龄菌落为圆形、边缘突起、表面湿润、呈白色,老化后菌落表面干燥、褶皱、呈灰白色;分泌色素呈现深蓝色素;显微镜观察,细胞孢子呈圆柱形、链直、有分支;
用高氏I号固体培养基进行培养72h后,老化后的菌落较小、中间凸起;分泌色素呈现紫色;
用蔗糖查氏固体培养基进行培养72h后,老化后的菌落较小、中间凸起;分泌色素呈现紫色。
3.根据权利要求1所述脱叶链霉菌A1013Y,其特征在于,于22-37℃即可生长并将色素分泌至胞外。
4.一种用于培养、分离权利要求1、2或3所述脱叶链霉菌A1013Y的培养基,其特征在于,其组成为:乳糖10g/L、胰蛋白胨5g/L、酵母浸粉10g/L、NaCl4g/L、琼脂20g/L和水余量,其pH为7.0。
5.一种权利要求1、2或3所述脱叶链霉菌A1013Y的应用,产蓝色素。
6.一种权利要求1、2或3所述脱叶链霉菌A1013Y产蓝色素的方法,其特征在于,是将脱叶链霉菌A1013Y接种于发酵培养基,转速140-180r/min、32℃恒温发酵,即可获得含有蓝色素的发酵液;
所述发酵培养基的pH为7.0;每1L发酵培养基含有以下成分:葡萄糖25g,牛肉膏3g,胰蛋白胨5g,大豆蛋白胨0.6g,NaCl3g,水余量。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在将脱叶链霉菌A1013Y接种于发酵培养基之前,通常会进行平板培养和增值培养;然后将脱叶链霉菌A1013Y的增值液接种到发酵培养基;
所述平板培养:将脱叶链霉菌A1013Y接种到改良的LB固体培养基,37℃恒温培养24h;
所述增殖培养:将平板培养后的脱叶链霉菌A1013Y接种到增殖培养基,转速140-180r/min、32℃恒温培养40h培养,得增殖液;
其中,所述改良的LB固体培养基、增殖培养基的pH均为7.0;
每1L改良的LB固体培养基含有以下成分:乳糖10g,胰蛋白胨5g,酵母浸粉10g,NaCl4g,琼脂20g,水余量;
每1L增殖培养基含有以下成分:乳糖10g,胰蛋白胨5g,酵母浸粉10g,NaCl4g,水余量。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,将脱叶链霉菌A1013Y增值液的接种量限定为8%、将发酵时间限定为48h-96h。
9.根据权利要求6、7或8所述的方法,其特征在于,包括蓝色素粗品制取:将发酵液于4℃、8000r/min离心15min,取上清,旋蒸、浓缩,冷冻干燥得蓝色素粗品。
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CN110643517A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-01-03 | 河南科技学院 | 致病疫霉菌培养基myeb及检测致病疫霉菌对植物致病力的方法 |
CN113444724A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-09-28 | 西南大学 | 一种启动子及重组载体和用途 |
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2016
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