CN105586287A

CN105586287A - 一种芽孢杆菌及其在苎麻精干麻生产中的应用

Info

Publication number: CN105586287A
Application number: CN201410578137.5A
Authority: CN
Inventors: 余龙江; 樊培; 何峰; 敖明章; 胡祖德; 胡振华
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2014-10-24
Filing date: 2014-10-24
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2034-10-24
Also published as: CN105586287B

Abstract

本发明涉及一种芽孢杆菌Bacillus？sp.HG-28及其应用，该菌株可以在只以苎麻胶质成分作为碳源和氮源的培养基中生长繁殖。苎麻生物脱胶摇瓶试验和中试试验显示，该菌株可以直接分解利用苎麻原麻中的胶质成分作为营养物质进行生长繁殖，苎麻原麻的胶质脱除率最高可达97.7％，作为苎麻生物脱胶菌的应用前景广阔。

Description

一种芽孢杆菌及其在苎麻精干麻生产中的应用

技术领域

本发明属于微生物技术领域，更具体的说，涉及一种芽孢杆菌及其在苎麻生物脱胶生产精干麻中的应用。

背景技术

苎麻，学名Boehmerianivea(L.)Gaud.，是一种提供重要纺织纤维的经济作物。苎麻单纤维长、强度大、吸湿散湿快、导热性好，是优良纺织原料及医用材料，用途广泛。苎麻纤维可以纯纺，也可与棉、毛、丝等混纺，其织物具有防腐、抑菌、透气、挺括等优点。我国是苎麻纤维生产大国，其产量占世界95％以上，在国际市场具有重大需求，是我国具有国际市场竞争优势的特色产业。

目前，制约苎麻产业发展存在的主要瓶颈问题是如何在降低苎麻纤维生产成本与生产过程的污染问题的前提下，提高苎麻纤维的品质，以满足国内外高端市场需求。由于苎麻含胶质占总重量19％～30％左右，在纺织加工前要进行脱胶，目前，几乎所有厂家在苎麻脱胶过程中都采用化学脱胶方法，首先用酸浸泡苎麻，然后用碱液煮练苎麻，煮练后的苎麻通过拷打机拷打后，再用漂白剂漂洗、酸中和，然后水洗、脱水、给油、烘干得到成品苎麻精干麻。苎麻的化学脱胶需要使用大量酸、碱，产生的废水量大且很难处理，对环境会造成大量污染。因此，目前不少苎麻初加工企业由于生产废水污染水体、不能达标排放被迫关停，以致苎麻原料需求减小，农民种麻收入得不到保障，种麻积极性受到打击，整个产业面临困境。所以，苎麻脱胶过程中的节能减排技术问题已成为制约苎麻产业可持续发展的瓶颈。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种芽孢杆菌及其应用，解决现有苎麻脱胶工业存在的污染严重、工艺条件严苛、生产周期长、产品品质不高的问题。

本发明的芽孢杆菌被命名为Bacillussp.HG-28。Bacillussp.HG-28已于2013年7月2号提交给中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC，地址在中国湖北省武汉市武汉大学)保藏，保藏编号为CCTCCNo:M2013308。

本发明的另一目的在于Bacillussp.HG-28在苎麻精干麻生产中的应用，主要是利用Bacillussp.HG-28对于苎麻胶质的分解作用，使用生物脱胶的方式将其应用于苎麻精干麻生产中。

本发明的芽孢杆菌，可以在只以苎麻胶质成分作为碳源和氮源的培养基中生长繁殖，苎麻生物脱胶摇瓶试验和中试试验显示，该菌株可以直接分解利用苎麻原麻中的胶质成分作为营养物质进行生长繁殖，苎麻原麻的胶质脱除率最高可达97.7％，作为苎麻生物脱胶菌的应用前景广阔。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明芽孢杆菌Bacillussp.HG-28的透射电镜图；

图2是本发明芽孢杆菌Bacillussp.HG-28的16SrRNA序列构建的系统发育树。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明使用选择性培养基筛选的方法，从湖北省咸宁市咸安区苎麻种植园根际土中采集的新鲜土壤样品，分离而得到了一株能够在苎麻胶为主要成分的苎麻胶固体培养基中生长良好的芽孢杆菌，并将其命名为Bacillussp.HG-28，研究发现这株芽孢杆菌对苎麻胶质成分具有很强分解能力，摇瓶试验也证明了其在苎麻生物脱胶上应用前景。

实施例1分离、筛选、鉴定

从咸宁咸安区苎麻种植园土壤中采集植物根际0～20cm的新鲜土样5g放入装有60mL无菌水的锥形瓶中，在180r/min转速下振荡20min，静置15min后取上层液体稀释10倍，然后取0.1mL均匀涂布在含有苎麻胶固体培养基的培养皿上。将培养皿置于37℃培养箱中培养3天，挑选单菌落使用相同的苎麻胶固体培养基划线培养，将平板划线后的单菌落接种到苎麻胶液体培养基中，选取生长速度最快的菌株，即可获得本发明所述芽孢杆菌Bacillussp.HG-28。

苎麻胶固体培养基组分为：苎麻胶50g，NaCl10g，琼脂15g，水1000mL，pH7.0。

苎麻胶液体培养基组分为：苎麻胶50g，NaCl10g，水1000mL，pH7.0。

苎麻胶的制备方法为：将100g苎麻韧皮(原麻)与1L1％的Na₂CO₃溶液共沸20min，反应后液体先过滤再用丙酮沉淀，沉淀物先后用用95％乙醇和无水乙醇清洗，最后过滤、真空干燥即得苎麻胶。

实施例2鉴定

1.形态特征

图1示出了本发明Bacillussp.HG-28的透射电镜图，如图1所示，菌株为椭球形，长1.4～1.8μm，直径0.8～0.9μm，表面光滑。

2.分子鉴定

16SrRNA测序工作委托华大基因完成，具体包括基因提取、扩增、测序，所得16SrRNA序列具体如下：

AGAGTTTGATCCTGGCTCAGGACGAACGCTGGCGGCGTGCCTAATACATGCAAGTCGAGCGGACAGAAGGGAGCTTGCTCCCGGATGTTAGCGGCGGACGGGTGAGTAACACGTGGGTAACCTGCCTGTAAGACTGGGATAACTCCGGGAAACCGGAGCTAATACCGGATAGTTCCTTGAACCGCATGGTTCAAGGATGAAAGACGGTTTCGGCTGTCACTTACAGATGGACCCGCGGCGCATTAGCTAGTTGGTGGGGTAATGGCTCACCAAGGCGACGATGCGTAGCCGACCTGAGAGGGTGATCGGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTAGGGAATCTTCCGCAATGGACGAAAGTCTGACGGAGCAACGCCGCGTGAGTGATGAAGGTTTTCGGATCGTAAAGCTCTGTTGTTAGGGAAGAACAAGTGCGAGAGTAACTGCTCGCACCTTGACGGTACCTAACCAGAAAGCCACGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGTGGCAAGCGTTGTCCGGAATTATTGGGCGTAAAGGGCTCGCAGGCGGTTTCTTAAGTCTGATGTGAAAGCCCCCGGCTCAACCGGGGAGGGTCATTGGAAACTGGGAAACTTGAGTGCAGAAGAGGAGAGTGGAATTCCACGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATGTGGAGGAACACCAGTGGCGAAGGCGACTCTCTGGTCTGTAACTGACGCTGAGGAGCGAAAGCGTGGGGAGCGAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGAGTGCTAAGTGTTAGGGGGTTTCCGCCCCTTAGTGCTGCAGCTAACGCATTAAGCACTCCGCCTGGGGAGTACGGTCGCAAGACTGAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGAAGCAACGCGAAGAACCTTACCAGGTCTTGACATCCTCTGACAACCCTAGAGATAGGGCTTTCCCTTCGGGGACAGAGTGACAGGTGGTGCATGGTTGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCTTGATCTTAGTTGCCAGCATTTAGTTGGGCACTCTAAGGTGACTGCCGGTGACAAACCGGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAATCATCATGCCCCTTATGACCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGATAGAACAAAGGGCTGCGAGACCGCAAGGTTTAGCCAATCCCATAAATCTGTTCTCAGTTCGGATCGCAGTCTGCAACTCGACTGCGTGAAGCTGGAATCGCTAGTAATCGCGGATCAGCATGCCGCGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCACGAGAGTTTGCAACACCCGAAGTCGGTGAGGTAACCTTTATGGAGCCAGCCGCCGAAGGTGGGGCAGATGATTGGGGTGAAGTCGTAACAAGGTAGCCGTATCGGAAGGTGCGGCTGGATCACCTCCTT

将所得序列登陆GenBank数据库，与GenBank数据库中的已知序列进行BLAST比较，确定与菌株Bacillussp.HG-28亲缘关系最近的种属，并从数据库获得相关种属的16SrRNA序列，构建系统发育树，图2示出了本发明芽孢杆菌Bacillussp.HG-28的16SrRNA序列构建的系统发育树，如图2所示，Bacillussp.HG-28(图中最上端)与嗜气芽孢杆菌(Bacillusaerophilus)、短小芽胞杆菌(Bacilluspumilus)、高地芽孢杆菌(Bacillusaltitudinis)的序列同源性均超过99％，且与其他芽孢杆菌属菌株的亲缘关系都相当高，因而本发明的菌株被鉴定为芽孢杆菌，并将其命名为Bacillussp.HG-28。Bacillussp.HG-28已于2013年7月2号提交给中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC，地址在中国湖北省武汉市武汉大学)保藏，保藏编号为CCTCCNo:M2013308。

实施例3苎麻生物脱胶性能研究

1.培养菌液

将Bacillussp.HG-28单菌落接种于含有50mL苎麻胶液体培养基的250mL锥形瓶中，在38℃的温度下、保持90r/min的转速，于摇床上培养24h，得菌液。

2.苎麻生物脱胶摇瓶试验

在250mL锥形瓶中装入苎麻原麻10g、水70mL，瓶口加棉塞并包覆牛皮纸，灭菌后冷却备用。在无菌条件下，每个锥形瓶中10mL菌液C，混和均匀。在38℃的温度下、保持120r/min的转速，于摇床上培养12～48h，结束脱胶过程，得脱胶苎麻。

对比试验，在250mL锥形瓶中装入苎麻原麻10g、水70mL、氢氧化钠3g，于120℃下第一次碱爆破处理1h；取出碱爆破处理后的苎麻，装入含有水70mL、氢氧化钠2g的250mL锥形瓶，于120℃下第二次碱爆破处理2h。取出碱爆破处理的苎麻，沿同一方向研磨2分钟，清水冲洗后烘干，称重结果为6.53±0.21g。

3.苎麻生物脱胶中试试验

在50L苎麻生物脱胶罐中装入苎麻原麻5kg、水35L，灭菌后冷却备用。在无菌条件下，每个苎麻生物脱胶罐中添加5L菌液C，混和均匀。在38℃的温度下、以12L/min的通气量通入无菌空气，培养12～48h，结束脱胶过程，得脱胶苎麻。

对比试验参考摇瓶试验中的对比试验。

4.结果分析

将摇瓶试验所得脱胶苎麻置于研钵中，沿同一方向研磨2分钟，清水冲洗后烘干得干苎麻，干苎麻称重结果为如下表1。

表1苎麻生物脱胶摇瓶试验结果

时间(h)	12	24	36	48
					称重结果(g)	6.78±0.39	6.68±0.24	6.63±0.31	6.61±0.28

由上述对比试验的结果可知，其两次碱爆破处理脱除的胶质占苎麻总重量的百分比约为34.7％。本发明Bacillussp.HG-28生物脱胶摇瓶试验脱除的胶质占苎麻总重量的百分比超过32.2％。若认为上述对比试验中的胶质脱除率100％，则本发明的生物脱胶12h的胶质脱除率达92.8％，残胶率为7.2％；生物脱胶24h的胶质脱除率达95.7％，残胶率为4.3％；生物脱胶36h的胶质脱除率达97.1％，残胶率为2.9％；生物脱胶48h的胶质脱除率达97.7％，残胶率为2.3％。

将上述中试试验所得的脱胶苎麻经过拷打、冲洗、烘干得到干苎麻，干苎麻称重结果如下表2。

表2苎麻生物脱胶中试试验结果

时间(h)	12	24	36	48
					称重结果(kg)	3.40±0.19	3.35±0.13	3.32±0.15	3.31±0.14

由上述对比试验的结果可知，其两次碱爆破处理脱除的胶质占苎麻总重量的百分比约为34.7％。本发明Bacillussp.HG-28生物脱胶中试试验脱除的胶质占苎麻总重量的百分比超过33.8％。若认为上述对比试验中的胶质脱除率为100％，则生物脱胶12h的胶质脱除率达92.2％，残胶率为7.8％；生物脱胶24h的胶质脱除率达95.1％，残胶率为4.9％；生物脱胶36h的胶质脱除率达96.8％，残胶率为3.2％；生物脱胶48h的胶质脱除率达97.4％，残胶率为2.6％。

Claims

1.一种芽孢杆菌(Bacillussp.HG-28)，其特征在于，其保藏编号为CCTCCNo:M2013308。

2.根据权利要求1所述的芽孢杆菌(Bacillussp.HG-28)在苎麻精干麻生产中的应用。