CN1778892A - 一株高产3－羟基丁酮的短小芽孢杆菌 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一株高产3－羟基丁酮的短小芽孢杆菌，名为Bacillus pumilus XH195，于2004年1月27日保藏于“德国微生物菌种保藏中心”，保藏号为DSM 16187。该菌的细菌学特征是：形态为棒杆状，长1.5μm～3.0μm，直径0.6μm～0.7μm，菌落颜色为黄色或白色，具有典型的短小芽孢杆菌的生理生化特征和典型的芽孢杆菌的脂肪酸图谱。利用该菌株以葡萄糖或蔗糖为底物在37℃条件下摇瓶培养60h分别可产生63.0g/L或58.1g/L的3－羟基丁酮。

Description

一株高产3-羟基丁酮的短小芽孢杆菌
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体涉及一株短小芽孢杆菌，尤其涉及一株高产3-羟基丁酮的短小芽孢杆菌。
背景技术
3-羟基丁酮是一种应用广泛、令人喜爱的食用香料，是国际上常用的香料品种，主要用作配置奶油、乳品、酸奶和草莓等香型的香料。3-羟基丁酮具有令人愉快的奶油香味，多用作奶油、干酪、咖啡、坚果等食品的香味增强剂；它还可以改变啤酒的风味，确定奶酪发酵过程中的香味等。现在人们生活水平日益提高，奶制品消费不断增长，对其口味也有进一步的要求，利用奶油香味改善食品的口味已成为时尚。现在3-羟基丁酮食用香料产品的研究开发已经引起国内外生产厂家和科研机构的重视。
目前，国外3-羟基丁酮实验室制备工艺主要有：从含有3-羟基丁酮的植物中萃取的方法、生物法、在催化剂条件下氧化丁酮法、电化学氧化丁酮法和在硫酸水溶液中用铊盐水解直链酮类的方法、以丁二酮或2，3-丁二醇为原料合成等方法。
有关3-羟基丁酮生产的研究，早在20世纪初就有报道，其方法是通过锌和酸部分还原丁二酮；另一种3-羟基丁酮合成方法是通过2，3-丁二醇选择性氧化得到。近年来，有许多关于用生物法制备3-羟基丁酮的报道，如通过山梨糖菌或生膜菌作用于2，3-丁二醇，或者通过曲霉菌、青霉菌等真菌作用于甘蔗汁，这些工艺方法目前只是处在实验室研究中。但由于环保需求以及未来社会绿色化工的需要，这些生物合成法将是未来的主要研究方向。
国内外3-羟基丁酮工业化生产方法主要是采用以丁二酮为原料的化学合成法。1989年日本Ehime大学在Zn-ZnCl-EtOH体系中还原丁二酮得到相应的3-羟基丁酮。该方法是在常压下加热回流进行反应，再经过进一步的分离、纯化即可得到3-羟基丁酮。回流温度在70～80℃左右，产品收率为71％。1992年我国杭州大学开发了用NaHSe还原制备3-羟基丁酮的方法。该方法是在硼氢化钠溶液中加入硒粉，抽真空后反应生成NaHSe，然后再加入乙酸和乙醇的混合液体以及溶解在四氢呋喃中的丁二酮，室温下搅拌反应。产品得率为57％。
1998年英国Witwatersrand大学的Martin Studer等应用经过10，11-二氢金鸡纳(HCD)改性的铂作为催化剂选择性地加氢还原丁二酮。他们先将丁二酮、催化剂以及在甲苯溶剂中的HCD加入到高压反应釜中，反应压力为10.7MPa，温度为0～25℃，反应进行10min左右停止，产品收率为85％，可以获得具有一定旋光性的产品。这是一个催化加氢反应，反应条件的控制十分关键，如果继续反应，3-羟基丁酮将进一步转化为2，3-丁二醇，产品收率只有50％。英国Hull大学的J.A.Slipszenko等也开展了以铂为催化剂选择性地催化加氢还原丁二酮的研究。但他们所用的溶剂为二氯甲烷，反应压力为1MPa，反应温度为5～25℃，其产率为85％，在反应中对反应时间以及氢气分压进行一定的控制，可以使(R)-3-羟基丁酮的对映体过量，产率达70％。
催化加氢反应需要在高压下进行，设备要求高，而且反应所用催化剂是贵金属，价格昂贵，对于催化剂的制备、改性以及中毒、再生等一系列问题尚未解决，目前尚处于实验室研究阶段，还不能工业化。
1992年，美国的Hummel等应用微生物菌体中的酶作为生物催化剂进行还原反应。该方法是培养乳酸杆菌或酵母菌以获得丁二酮还原酶，并在pH值为5、温度为70℃的条件下，应用该还原酶及辅酶NADPH催化丁二酮还原为3-羟基丁酮，其产率最高达100％。由于许多酶的催化具有立体专一性，催化反应仅生成某一构型的手性产物，而不产生对映体或对映体量极少。这种利用还原酶进行还原反应其优势十分明显，可以获得高选择性、高产率的产品，而且产品应用于食品添加剂也更加安全无毒，容易实现工业化。但这一方法的关键步骤就是要能够培养出反应所需的丁二酮还原酶，对于这种生物合成的方法，目前国外报道比较多，在强调绿色化工的今天，这是一个非常重要的研究方向。
微生物发酵法生产3-羟基丁酮是生物法生产3-羟基丁酮的一个重要分支。以葡萄糖或其它能够转化生成丙酮酸的化合物为底物发酵生产3-羟基丁酮的代谢途径已经研究地比较清楚(附图1)，这为微生物发酵法生产3-羟基丁酮提供了理论指导。虽然有很多国外关于微生物发酵法生产3-羟基丁酮的文献和少量专利报道，但目前基本上都只处在实验室上游研究阶段；国内也有很少这方面的研究工作，但结果不详。从自然界中筛选分离高产3-羟基丁酮的微生物菌种是发酵法生产3-羟基丁酮工作中重要的一环。现在人们已发现的可以产生3-羟基丁酮的菌种有：肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)、产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophilia)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、多粘芽孢杆菌(Bacilluspolymyxa)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)、单核细胞增生李斯特氏菌(Listeria monocytogenes)、产气气杆菌(Aerobacteraerogenes)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、产气肠杆菌(Enterobacteraerogenes)、乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)、肠膜状明串珠菌(Leuconoctoc mesenteroides)、乳酸明串珠菌(Leuconoctoc lactis)、酒明串珠菌(Leuconoctoc oenos)、假肠膜状明串珠菌(Leuconoctoc pseudomesenteroides)、嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillusstearothermophilus)、季氏有胞汉逊酵母(Hanseniaspora guillieromondii)、卡尔斯伯氏酿酒酵母(Saccharomyces carlsbergensis)、路氏酿酒酵母(Saccharomycodes ludwigii拜尔结合酵母(Zygosaccharomyces bailli)、发酵性结合酵母(Zygosaccharomycesfermentati)等。但是上述所有涉及的菌种都存在3-羟基丁酮的发酵浓度较低的问题，或者3-羟基丁酮只是作为发酵生产2，3-丁二醇的副产物。这些原因导致难以利用上述微生物菌种工业化发酵生产3-羟基丁酮。
上述从植物中提取3-羟基丁酮的方法的原料来源有限，且原料中3-羟基丁酮的含量太低，提取成本太高，无法实现工业化；化学合成法普遍存在较严峻的环保问题，反应条件一般较剧烈，对设备要求较高，且产品不是绿色天然的；生物合成法，包括微生物发酵法等大多因菌种、酶活、发酵条件优化及过程控制等等问题使得产物浓度太低，现在只处于实验室研究阶段，还未见工业化报道。
发明内容
本发明的目的在于针对现有生产3-羟基丁酮方法中的技术难点及存在的问题，提供一株新分离的以葡萄糖或蔗糖为底物高产3-羟基丁酮的短小芽孢杆菌，可以用此菌株发酵生产3-羟基丁酮。
本发明涉及的短小芽孢杆菌为Bacillus pumilus XH195，已于2004年1月27日保藏于德国微生物菌种保藏中心(Deutsche Sammlung von Mikroorganismen undZellkulturen GmbH，Braunschweig，Germany)，其保藏号为DSM16187。
上述Bacillus pumilus XH195DSM16187菌株形态为棒杆状，长1.5μm～3.0μm，直径0.6μm～0.7μm(附图2)，菌落颜色为黄色或白色，产芽孢，VP反应呈阳性，可利用葡萄糖、阿拉伯糖、木糖、甘露醇、果糖产酸，可水解酪蛋白、明胶、吐温80，可利用柠檬酸盐，可在含100g/L NaCl的培养基中生长，可在50℃条件下生长；该菌株的生理生化特征如下表：
Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株的生理生化特征
    特征     结果
    棒杆状直径长芽孢椭圆体肿胀孢子囊VP反应VP反应的pH值利用糖产酸葡萄糖阿拉伯糖木糖甘露醇果糖利用葡萄糖产气水解反应酪蛋白明胶淀粉吐温80七叶灵利用柠檬酸盐     +0.6μm～0.7μm1.5μm～3.0μm++-+5.0+++++-++-+-+
    利用丙酸盐降解酪氨酸苯丙氨酸脱氨酶NO3到NO2吲哚pH5.7时生长不同NaCl浓度时生长2％NaCl5％NaCl7％NaCl10％NaCl不同温度时生长45℃50℃55℃0.001％溶菌酶时生长精氨酸脱氢酶     -----+++++++-+-
上述Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株的脂肪酸图谱是典型的芽孢杆菌的脂肪酸图谱。
上述Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株的16S rDNA序列与其它不同种的短小芽孢杆菌的16S rDNA序列有98.7％～100％的相似性。
上述Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株可以在髙糖LB培养基中生长。
上述髙糖LB培养基配方如下：1L蒸馏水中含：200g葡萄糖，10g蛋白胨，5.0g酵母粉，10g NaCl，121℃条件下灭菌15min。固体髙糖LB培养基是在上述配方的基础上加入20g/L的琼脂粉。
上述短小芽孢杆菌，即Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株用于发酵法生产3-羟基丁酮。
用上述短小芽孢杆菌，即Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株以葡萄糖发酵培养基或蔗糖发酵培养基发酵生产3-羟基丁酮，发酵温度为30℃～40℃，在300ml的锥形瓶中装50ml发酵液，置于摇床上以160r/min～220r/min的转速培养40h～70h，可得到成熟的3-羟基丁酮发酵液。
上述葡萄糖发酵培养基配方如下：1L蒸馏水中含：200g葡萄糖，50g NH4Cl，0.50g KH2PO4，4.0g K2HPO4·3H2O，2.0ml 10g/L的CaCl2水溶液，2.0ml 100g/L的MgCl2·6H2O水溶液，200μl 10g/L的FeCl3水溶液，200μl50g/L的NaCl水溶液，5.0ml10g/L的酵母粉水溶液，5.0ml的金属离子混合液，200μl的维生素混合液，121℃条件下灭菌15min。其中金属离子混合液组成为：1L蒸馏水中含：ZnCl2 0.50g，FeCl3 0.50g，MnCl2·4H2O 0.50g，NaMoO4·2H2O 0.10g，CuCl2·2H2O 0.050g，Na2WO4·2H2O 0.050g，HCl 120mmol/L。其中维生素混合液组成为：1L蒸馏水中含：0.40g泛酸钙，0.20g肌醇，0.40g尼克酸，0.40g VB6，0.20g对氨基苯甲酸，0.5mg VB12。
上述蔗糖发酵培养基配方与上述葡萄糖发酵培养基配方相同，只是将200g葡萄糖改为180g蔗糖。
上述短小芽孢杆菌，即Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株，在装有灭菌的50ml上述葡萄糖发酵培养基的300ml锥形瓶中，于37℃条件下，在摇床上以180r/min的转速培养60h，可得到浓度为63.0g/L的3-羟基丁酮发酵液。
上述短小芽孢杆菌，即Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株，在装有灭菌的50ml上述蔗糖发酵培养基的300ml锥形瓶中，于37℃条件下，在摇床上以180r/min的转速培养60h，可得到浓度为58.1g/L的3-羟基丁酮发酵液。
得到上述3-羟基丁酮发酵液后，采用常规的萃取方法可获得天然的、具有旋光性的3-羟基丁酮产品。
本发明提供的高产3-羟基丁酮的短小芽孢杆菌，即Bacillus pumilus XH195 DSM16187菌株，解决了微生物发酵法生产3-羟基丁酮中的瓶颈问题。即背景技术中所涉及的非本发明的菌种都存在3-羟基丁酮的发酵浓度较低，或者3-羟基丁酮只是作为发酵生产2，3-丁二醇的副产物等原因所导致的难以工业化发酵法生产3-羟基丁酮问题。
本发明所提供的利用微生物发酵生产3-羟基丁酮的方法具有原料价廉易得、反应条件温和、3-羟基丁酮产物浓度较高(摇瓶3-羟基丁酮的发酵浓度可达63.0克/升)、产品提取方法简单、产品绿色天然且具有旋光性、成本较低、环境友好等优点。
附图说明
附图1为以葡萄糖为底物生产3-羟基丁酮的代谢途径。
附图2为本发明的Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株在德国微生物菌种保藏中心所作的放大2700倍的电镜照片。
附图3为本发明的Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株在葡萄糖发酵培养基中发酵生产3-羟基丁酮的结果。
附图4为本发明的Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株在蔗糖发酵培养基中发酵生产3-羟基丁酮的结果。
具体实施方式
实施例1：耐高糖并且产3-羟基丁酮菌株的筛选
从苹果园、葡萄园等地取得土样，用髙糖LB培养基浸泡24h，在300ml锥形瓶中装浸泡液50ml，在37℃条件下，置于摇床上以180r/min的转速培养48小时。将培养液以10-2、10-3两个稀释度涂布在固体髙糖LB培养基的培养皿中，37℃培养24h，挑出单菌落，扩大培养，检测3-羟基丁酮产量，得到耐高糖并且产3-羟基丁酮的菌株。上述髙糖LB培养基配方为：1L蒸馏水中含：200g葡萄糖，10g蛋白胨，5.0g酵母粉，10g NaCl，121℃条件下灭菌15min。固体髙糖LB培养基是在上述配方的基础上加入20g/L的琼脂粉。
实施例2：通过诱变育种得到本发明菌株
挑取固体髙糖LB培养基斜面培养的由实施例1得到的耐高糖并且产3-羟基丁酮的菌株一环，接种在装有灭菌的50ml髙糖LB培养基的300ml锥形瓶中，在37℃条件下，置于摇床上以180r/min的转速培养24小时，即制得耐高糖并且产3-羟基丁酮菌株的细胞液体培养物。
将制得的上述细胞液体培养物以3000r/min离心5min，倾去上清，将菌体打散加入无菌生理盐水再离心洗涤。将菌悬液放入一已灭菌的、装有玻璃珠的三角瓶内用手摇动，以打散菌体。将菌液倒入设有定性滤纸的漏斗内过滤，单细胞滤液装入试管内，作为待处理菌悬液。
用分析天平称取1mg亚硝基胍，加入2ml 0.1mol/L pH6.0的磷酸缓冲液，于暗处振荡溶解。吸取亚硝基胍溶液1ml，加入到1ml上述待处理菌悬液中，37℃振荡30min，立即稀释1000倍停止作用，然后以10-2、10-3、10-4、10-5四个稀释度涂布在固体髙糖LB培养基的培养皿中，37℃培养36小时，挑出单菌落，扩大培养，检测3-羟基丁酮产量，挑选其中最高产量的菌株，即得到本发明菌株。
上述本发明菌株形态为棒杆状，长1.5μm～3.0μm，直径0.6μm～0.7μm(附图2)，菌落颜色为黄色或白色，产芽孢，VP反应呈阳性，可利用葡萄糖、阿拉伯糖、木糖、甘露醇、果糖产酸，可水解酪蛋白、明胶、吐温80，可利用柠檬酸盐，可在含100g/L NaCl的培养基中生长，可在50℃条件下生长，其脂肪酸图谱是典型的芽孢杆菌的脂肪酸图谱，其16SrDNA序列与其它不同种的短小芽孢杆菌的16SrDNA序列有98.7％～100％的相似性。
本发明菌株定名为Bacillus pumilus XH195，已于2004年1月27日保藏于德国微生物菌种保藏中心(Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH，Braunschweig，Germany)，其保藏号为DSM 16187。
实施例3：制备上述Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株的细胞液体培养物
挑取固体髙糖LB培养基斜面培养的Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株一环，接种在装有灭菌的50ml髙糖LB培养基的300ml锥形瓶中，在37℃条件下，置于摇床上以180r/min的转速培养24h，即制得Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株的细胞液体培养物。
实施例4：利用上述Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株，以葡萄糖发酵培养基获得成熟的3-羟基丁酮发酵液
将通过实施例3的方法获得的Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株的细胞液体培养物以50ml/L的接种量接种在装有灭菌的50ml葡萄糖发酵培养基的300ml锥形瓶中，在37℃条件下，置于摇床上以180r/min的转速培养，间隔4h取样并检测3-羟基丁酮含量，在第60h 3-羟基丁酮的浓度达到63.0g/L。在第60h将锥形瓶从摇床上取下停止发酵，即得成熟的3-羟基丁酮发酵液。
上述葡萄糖发酵培养基配方如下：1L蒸馏水中含：200g葡萄糖，50g NH4Cl，0.50g KH2PO4，4.0g K2HPO4·3H2O，2.0ml 10g/L的CaCl2水溶液，2.0ml 100g/L的MgCl2·6H2O水溶液，200μl 10g/L的FeCl3水溶液，200μl 50g/L的NaCl水溶液，5.0ml10g/L的酵母粉水溶液，5.0ml的金属离子混合液，200μl的维生素混合液，121℃条件下灭菌15min。其中金属离子混合液组成为：1L蒸馏水中含：ZnCl20.50g，FeCl30.50g，MnCl2·4H2O 0.50g，NaMoO4·2H2O 0.10g，CuCl2·2H2O 0.050g，Na2WO4·2H2O 0.050g，HCl 120mmol/L。其中维生素混合液组成为：1L蒸馏水中含：0.40g泛酸钙，0.20g肌醇，0.40g尼克酸，0.40g VB6，0.20g对氨基苯甲酸，0.5mg VB12。
实施例5：利用上述Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株，改变发酵条件，以葡萄糖发酵培养基获得成熟的3-羟基丁酮发酵液
重复实施例4的操作，只是将发酵温度改为30℃，摇床转速改为220r/min。在第70h 3-羟基丁酮的浓度达到53.2g/L。
实施例6：利用上述Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株，改变发酵条件，以葡萄糖发酵培养基获得成熟的3-羟基丁酮发酵液
重复实施例4的操作，只是将发酵温度改为40℃，摇床转速改为160r/min。在第40h 3-羟基丁酮的浓度达到55.7g/L。
实施例7：利用上述Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株，以蔗糖发酵培养基获得成熟的3-羟基丁酮发酵液
重复实施例4的操作，只是将葡萄糖发酵培养基改为蔗糖发酵培养基。在第60h 3-羟基丁酮的浓度达到58.1g/L。
上述蔗糖发酵培养基配方与实施例4中葡萄糖发酵培养基配方相同，只是将200g葡萄糖改为180g蔗糖。
实施例8：利用上述Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株，改变发酵条件，以蔗糖发酵培养基获得成熟的3-羟基丁酮发酵液
重复实施例7的操作，只是将发酵温度改为33℃，摇床转速改为200r/min。在第68h 3-羟基丁酮的浓度达到54.1g/L。
实施例9：利用上述Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株，改变发酵条件，以蔗糖发酵培养基获得成熟的3-羟基丁酮发酵液
重复实施例7的操作，只是将发酵温度改为40℃，摇床转速改为170r/min。在第45h 3-羟基丁酮的浓度达到55.1g/L。

Claims (10)

1.一株高产3-羟基丁酮的短小芽孢杆菌，其特征在于：该短小芽孢杆菌名为Bacillus pumilus XH195，2004年1月27日保藏于“德国微生物菌种保藏中心”，其保藏号为DSM 16187，该短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株)细菌学特征是：形态为棒杆状，长1.5～3.0μm，直径0.6～0.7μm，菌落颜色为黄色或白色，产芽孢，VP反应呈阳性，可利用葡萄糖、阿拉伯糖、木糖、甘露醇、果糖产酸，可水解酪蛋白、明胶、吐温80，可利用柠檬酸盐，可在质量百分比为10％的NaCl中生长，可在50℃下生长，所述Bacillus pumilusXH195 DSM 16187菌株的脂肪酸图谱是典型的芽孢杆菌的脂肪酸图谱，所述Bacillus pumilus XH195 DSM 16187菌株的16S rDNA序列与其它不同种的短小芽孢杆菌的16S rDNA序列有98.7～100％的相似性。
2.如权利要求1所述的短小芽孢杆菌，其特征在于：所述Bacillus pumilus XH195DSM 16187菌株可以在高渗LB培养基上生长。
3，如权利要求1、2所述的短小芽孢杆菌，其特征在于：所述高渗LB培养基配方为：1升蒸馏水中含：200克葡萄糖，10克蛋白胨，5克酵母粉，10克NaCl，固体高渗LB培养基在上述配方的基础上加入质量百分比为1.6％的琼脂粉，121℃条件下灭菌15分钟。
4.如权利要求1、2所述的短小芽孢杆菌，其特征在于：所述短小芽孢杆菌(Bacilluspumilus XH195 DSM 16187菌株)用于发酵法生产3-羟基丁酮。
5.如权利要求4所述的短小芽孢杆菌，其特征在于：所述用Bacillus pumilus XH195DSM 16187菌株发酵法生产3-羟基丁酮，采用葡萄糖发酵培养基或蔗糖发酵培养基发酵生产3-羟基丁酮。
6.如权利要求5所述的短小芽孢杆菌，其特征在于：所述Bacillus pumilus XH195DSM 16187菌株在葡萄糖发酵培养基上生长，发酵生成3-羟基丁酮，所述葡萄糖发酵培养基配方为：1升蒸馏水中含：140克葡萄糖，50克NH4Cl，0.5克KH2PO4，4克K2HPO4，2毫升质量百分比为1％的CaCl2，2毫升质量百分比为10％的MgCl2·6H2O，200微升质量百分比为1％的FeCl3，200微升质量百分比为5％的NaCl，5毫升质量百分比为1％的酵母粉，200微升的维生素混合液，5毫升的金属离子混合液，115条件下灭菌20分钟。
7.如权利要求6所述的短小芽孢杆菌，其特征在于：所述葡萄糖发酵培养基配方中金属离子混合液组成为：1升蒸馏水中含：ZnCl2 0.5克，FeCl2 0.5克，MnCl2·4H2O 0.5克，Na2MoO4·2H2O 0.1克，CuCl2·2H2O 0.05克，Na2WO4·2H2O0.05克，HCl 120毫摩尔/升；维生素混合液组成为：1升蒸馏水中含：400毫克泛酸钙，200毫克肌醇，400毫克尼克酸，400毫克VB6，200毫克对氨基苯甲酸，0.5毫克VB12。
8.如权利要求5所述的短小芽孢杆菌，其特征在于：所述Bacillus pumilus XH195DSM 16187菌株在蔗糖发酵培养基上生长，发酵生成3-羟基丁酮，所述蔗糖发酵培养基配方为：1升蒸馏水中含：120克蔗糖，50克NH4Cl，0.5克KH2PO4，4克K2HPO4，2毫升质量百分比为1％的CaCl2，2毫升质量百分比为10％的MgCl2·6H2O，200微升质量百分比为1％的FeCl3，200微升质量百分比为5％的NaCl，5毫升质量百分比为1％的酵母粉，200微升的维生素混合液，5毫升的金属离子混合液，115条件下灭菌20分钟。
9.如权利要求8所述的短小芽孢杆菌，其特征在于：所述蔗糖发酵培养基配方中金属离子混合液组成为：1升蒸馏水中含：ZnCl2 0.5克，FeCl2 0.5克，MnCl2·4H2O0.5克，Na2MoO4·2H2O 0.1克，CuCl2·2H2O 0.05克，Na2WO4·2H2O 0.05克，HCl120毫摩尔/升。
10.如权利要求8所述的短小芽孢杆菌，其特征在于：所述蔗糖发酵培养基配方中维生素混合液组成为：1升蒸馏水中含：400毫克泛酸钙，200毫克肌醇，400毫克尼克酸，400毫克VB6，200毫克对氨基苯甲酸，0.5毫克VB12。
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