一株高产乳链菌肽的诱变育种乳酸乳球菌及其应用

专利2026-01-02  16


本发明属于微生物领域,具体涉及乳酸乳球菌的诱变育种及其固态发酵产nisin的应用。


背景技术:

1、乳链菌肽(nisin)作为一种安全、高效、稳定的抑菌剂,是天然的食品防腐剂,成为首个获美国食物及药物管理局(fda)批准在食物中使用的细菌素,由于较高的生产成本目前乳链菌肽的应用局限于食品和医药行业,降低乳链菌肽的生产成本将产生客观的经济效益和社会效益。

2、降低nisin的生产成本主要从两个方面着手,1.选育高产乳链菌肽的菌株,2.优化发酵培养组分和发酵工艺。选育高产菌株主要有基因工程育种和诱变育种两个方法,基因工程育种选育出的菌株在实际应用尤其是食品类产品应用时存在安全性问题等,本专利中利用常压室温等离子体诱变(artp)技术,结合高通量微生物液滴培养选育高产nisin的突变菌株。

3、综合目前的研究成果,大多数诱变育种后优化培养基组分后nisin的发酵产量能达到15000iu/ml,利用液体发酵制成品nisin,作为添加剂加入各种食品中或直接作为药品。但在固态发酵中的研究十分局限,饲料行业中,为了延长饲料贮存时间,通常会添加抗生素,从2020年饲料全面禁止添加抗生素,寻求低成本的高效的饲料防腐剂成为目前亟待解决的问题之一。

4、乳酸乳球菌(lactococcus lactis,l.lactis)是一种原核微生物,归属于硬壁菌门,杆菌纲,乳杆菌目,链球菌科,乳球菌属。乳酸乳球菌是乳链菌肽的生产菌,具公开文献,目前还未见将其用于饲料发酵的报道。


技术实现思路

1、本发明的目的是选育一株高产乳链菌肽的乳酸乳球菌,该菌株为乳球菌属(lactococcus sp),保藏编号为cctcc no:m2024153。

2、本发明的另一个目的在于将乳酸乳球菌应用于饲料发酵中产生乳链菌肽,延长饲料的保质期,降低生产成本。

3、为了达到上述目的,本发明采取以下技术措施:

4、一株高产乳链菌肽的诱变育种乳酸乳球菌的获得:

5、申请人将自保藏的产乳链菌肽的乳酸乳球菌进行artp诱变实验,诱变后的菌液接入全自动高通量微生物液滴培养仪(mmc)进行微生物液滴培养,以液滴对氯己定(chg)的耐受程度作为筛选标准,在培养传代过程中提高chg浓度,筛选出对chg耐受较高的液滴,收集并划线于gm17平板上培养,挑取单菌落测gm17培养基发酵中nisin的效价,经过三轮筛选后,将获得的一批乳链菌肽产量高的菌株进行传代稳定性的测定,最终确定了一株具有传代稳定性的高产nisin的突变菌株67。该菌株于2024年01月22日保藏于中国典型培养物保藏中心(cctcc),分类命名为:lactococcus lactis 115,保藏号为cctccno:m2024153,地址:中国武汉武汉大学。

6、菌株67具有典型的乳酸乳球菌特征:该菌株在gm17固体培养基上繁殖形成的菌落呈较小,表面光滑湿润,边缘整齐,并呈现乳白色。细胞形态为卵圆形,以单在、成对、成链状的方式排列。

7、本发明的保护范围还包括:

8、乳酸乳球菌(lactococcus lactis)115在发酵生产乳链菌肽中的应用。

9、以上所述的应用中,优选的,其应用过程是将乳酸乳球菌(lactococcus lactis)115种子液按3%~20%(v/w)的接种量接种固体发酵培养基,培养基装样量15%~80%,27~37℃培养40~48h;

10、所述的固体发酵培养基配方包括:

11、豆粕或米糠100份,水80~150份,酵母浸粉或牛肉浸粉2~7份,k2hpo4·3h2o 1~5份,以上均为重量份。

12、固体发酵培养基配方,优选的,包括:

13、豆粕100份,水100份,酵母浸粉4份,k2hpo4·3h2o 2份,重量份。

14、以上所述度发酵,条件优选的,为:

15、接种量10%,装样量40%,30℃培养48h。

16、与现有技术相比,本发明具有以下优点:

17、本发明提供了一株高产乳链菌肽的乳酸乳球菌(lactocuccus lactis)115。该菌株由出发菌株经过三轮artp诱变筛选得到,生长速度快,在gm17液态发酵中,nisin的效价可以达到24000iu/ml,发酵豆粕中nisin的效价可以达到45000iu/g干重,固态发酵过程不需要额外补充碳源。与现有研究成果相比,液态发酵和固态发酵的nisin合成都处于较高水平,具有广阔的应用前景和推广应用潜力。



技术特征:

1. 一株人工诱变的乳酸乳球菌lactococcus lactis,所述乳酸乳球菌的保藏编号为cctcc no:m2024153。

2.权利要求1所述度乳酸乳球菌在发酵生产乳链菌肽中的应用。

3. 根据权利要求2所述的应用,其应用过程包括将权利要求1所述的乳酸乳球菌种子液按3%~20%,v/w的接种量接种固体发酵培养基,培养基装样量15%~80%,体积比,27~37℃培养40~48 h;

4.根据权利要求3所述的应用,所述的固体发酵培养基配方包括:

5.根据权利要求3所述的应用,所述的接种量为10%,装样量为40%,30℃培养48h。


技术总结
本发明属于微生物领域,公开了一株高产乳链菌肽的诱变育种乳酸乳球菌及其应用,所述菌株的保藏编号为:CCTCC NO:M2024153。本发明从一株野生乳酸乳球菌出发,通过三轮ARTP诱变及MMC筛选得到一株高产乳链菌肽的菌株,经实验验证在六代传代中可以保持产量稳定,在GM17培养基30℃培养24 h,Nisin的产量达到24000 IU/mL左右,发酵豆粕的实验表明,该菌株在饲料发酵中可以产生乳链菌肽,减少发酵饲料中抗生素的使用,具有广阔的应用前景和推广应用能力。

技术研发人员:赵述淼,白洁,胡咏梅,彭楠,葛向阳
受保护的技术使用者:华中农业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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