CN108865926B - 一种单宁和皂素降解微生物菌剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能同时降解单宁和皂素的微生物菌剂，该菌剂为从自然腐烂的油茶果壳中筛选。本发明的微生物菌剂具有降解单宁和皂素的能力，尤其是富含单宁和皂素的植物材料，单宁和皂素降解率大于50％，降解效果好。

Description

一种单宁和皂素降解微生物菌剂
技术领域
本发明属于微生物技术领域，特别是涉及一种单宁和皂素降解微生物菌剂。
背景技术
茶皂素(Tea saponin，TS)是一类齐墩果烷型五环三萜类皂甙结构类似物的统称，主要来源于山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)植物的根、叶、花和果实，其单体物质常被称作茶皂甙、茶皂苷。其中油茶皂素是油茶(Camellia oleifera)木本油料植物含有的一类天然糖甙化合物，可广泛应用于日化、建材、纺织、农药和医药领域，经济价值较高。茶皂素主要存在于油茶粕和油茶果壳中，研究表明，油茶果壳中茶皂素的含量约5％左右，油茶粕中茶皂素的含量约15％左右，油茶壳和油茶粕大多数被废弃，只有部分农村地区直接用油茶粕做清塘剂或堆肥，产生巨大的资源浪费，并造成环境污染。因此研究茶皂素堆肥过程中的微生物降解菌，为油茶壳和油茶粕的堆肥化应用及新产品开发起到积极的作用。
单宁是植物的次级代谢产物，相对分子质量在500-3000Da，是一种水溶性聚酚，广泛存在于植物体内，具有多种生物活性。单宁分为水解单宁和缩合单宁。基质中单宁含量会影响植物或食用菌的品质，如油茶果壳、板栗果壳、山核桃果壳和马尾松木屑含量分别为2.26％、5.581％、0.97％和2.32％。
因此，采用高效环保的微生物降解方法来降解植物中的单宁和皂素，受到越来越多的关注。目前，已有大量研究表明，自然界中的部分霉菌、细菌及酵母菌等菌种，对单宁有一定的降解能力。地衣芽孢杆菌、柠檬酸杆菌、泛菌和肠杆菌对皂素有一定的降解能力。
但是，鲜有研究报道能够同时降解单宁和皂素这两种物质的菌种。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能同时降解单宁和皂素的微生物菌剂，提供上述微生物菌剂的制备方法，以及上述微生物菌剂的应用。
为了达到本发明的目的之一是提供单宁和皂素降解的微生物菌剂：一种单宁和皂素降解微生物菌剂，命名为克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)15440，保藏编号：CGMCCNO.15440，保藏日期为：2018年3月9日，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，保藏地址：北京。
本发明的微生物菌剂筛选方法为：以油茶果壳中提取的单宁和皂素为唯一碳源，在含NaNO3 3g；K2HPO4 1g；MgSO4·7H2O 0.5g；KCl 0.5g；FeSO4 0.01g 培养基上，进行筛选。
本发明的单宁和皂素降解微生物菌剂特征特性为：属克雷伯氏菌属，革兰氏阴性，兼性厌氧；直杆，成对或短链排列；无鞭毛有荚膜；在固体培养基上形成特征性粘液状菌落见于肠道内容物、临床样品、土壤、水、谷物等。
进一步地，所述微生物菌剂的培养和保藏方法为：将菌株接种于LB肉汤培养基中30℃，150r/min振荡培养3d；然后制备LB琼脂培养基试管斜面，待凝固后，将菌株接入试管斜面，培养3d，待长满斜面，放入4-5℃冰箱保存。
优选的，所述LB培养基为胰蛋白胨10g，酵母浸出粉5g，氯化钠10g以及琼脂15.0g，pH为7。
本发明的筛选的克雷伯氏菌生产操作相对简单，既能降解单宁又能降解皂素，有明显的高效固氮、促生长作用、对植物病害的生防作用以及环境污染物降解作用，属有益菌。
为了达到本发明的目的之二，是提供上述微生物菌剂的应用：
一种上述的微生物菌剂在降解单宁和皂素中的应用。
一种上述的微生物菌剂在降解油茶和油茶粕中单宁和皂素的应用。
本发明具有以下技术特点：
1)本发明中的微生物菌剂易于培养，操作方便，成本低廉。
2)采用本发明的微生物菌剂能够将单宁皂素降解，单宁和皂素的降解率大于50％，最高可达98％，降解效果好。
具体实施方式
以下具体实施例是对本发明提供的方法与技术方案的进一步说明，但不应理解成对本发明的限制。
(一)菌株的筛选、培养和保藏：
1.LB培养基
胰蛋白胨10g，酵母浸出粉5g，氯化钠10g，以及琼脂15.0g，pH为7。
2.微生物菌剂的培养
从自然腐烂的油茶果壳中筛选所得到一种单宁和皂素降解微生物菌剂，命名为克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)15440，保藏编号：CGMCC NO.15440，保藏日期为：2018年3月9日，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，将菌株放入配制好的LB肉汤培养基中30℃，150r/min振荡培养 3d；然后制备LB琼脂培养基试管斜面，待凝固后，将菌株接入试管斜面，培养 3d，待长满斜面，放入4-5℃冰箱保存。
筛选以油茶果壳中提取的单宁或皂素为唯一碳源，在含NaNO3 3g；K2HPO4 1g；MgSO4·7H2O 0.5g；KCl 0.5g；FeSO4 0.01g培养基上，进行筛选。
(二)本发明微生物菌剂降解皂素单宁的实验
无机盐基础培养基，成分及用量(g/L)(NH4)SO41.0g，K2HPO41.5g， KH2PO40.5g，NaCl1.0g，MgSO40.2g，FeSO40.05g，加水1000ml，调节pH至7.0-7.2，加入琼脂18g。
在分别含有皂素和单宁的固体平板上，接种10μL的微生物菌剂的菌液，30℃培养。菌剂在第3、7、14和21d的降解圈和菌落直径见表1。
表1菌剂在含有皂素或单宁的琼脂培养基上的降解圈和菌落直径(mm)
Figure RE-GDA0001772726940000031
根据每天观察降解圈和菌落的大小，可以看出，在含有单宁或皂素的平板上，菌株的降解圈较大，菌落也较大，生长速度较快，降解速率也较快。
(三)微生物菌剂降解实验
将制备得到的微生物菌剂在经过一段时间的常温下保藏后，按1-5％(堆肥干重质量比)的比例将菌剂加入到以油茶壳为原料的堆肥中，以不含有单宁皂素降解菌剂的油茶、板栗、山核桃或马尾松木屑为原料的堆肥作为对照，在经过升温-高温-降温的过程，维持60天左右，测定其中的皂素单宁的含量，通过结果可以得知本发明的微生物菌剂，对皂素降解率大于50％，对单宁的降解率为 50-98％。
因此，本发明的微生物菌剂对皂素和单宁具有好的降解效果。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护范围内。

Claims (3)

1.一种单宁和皂素降解微生物菌剂，其特征在于，命名为克雷伯氏菌（Klebsiella pneumoniae）15440，保藏编号：CGMCC NO.15440，保藏日期为： 2018年3月9日 ，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。
2.如权利要求1所述的微生物菌剂的应用，其特征在于，所述的应用为降解单宁和皂素，单宁和皂素降解率分别大于50%。
3.如权利要求1所述的微生物菌剂的应用，其特征在于，用于降解单宁和皂素。
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