巨大芽孢杆菌WMX及其在琼胶脱硫中的应用

本发明涉及芽孢杆菌wmx及其在琼胶脱硫中的应用，属于琼胶脱硫。

背景技术：

1、琼胶，是红藻类细胞壁的主要组成成分，常使用江蓠、石花菜、紫菜等作为原料来进行生产。琼胶具有良好的凝胶性及稳定性，广泛应用于食品、医药、科学等领域。琼胶的品质取决于琼胶的凝胶强度，而琼胶的凝胶强度取决于其中硫酸基的含量，硫酸基会在琼胶凝胶形成的过程中阻碍分子交联，降低琼胶的凝胶强度，因此脱除硫酸基对改善琼胶品质具有重要意义。

2、目前脱除琼胶的硫酸基、提高琼胶品质的方法主要有碱处理法和酶处理法。工业上多采用碱处理法对琼胶的硫酸基进行脱除，但是碱处理法存在反应条件剧烈、产品色泽差、环境污染严重等问题。与碱处理法相比，以芳基硫酸酯酶进行琼胶脱硫具有环境友好、反应条件温和、得率高等优点，但该方法却始终停留在实验室水平，尚未应用于工业生产，其主要原因在于以下几点：1.芳基硫酸酯酶以琼胶为底物时酶活较低，催化琼胶脱硫过程中需要相当大的加酶量；2.芳基硫酸酯酶在催化琼胶脱硫过程中会逐渐失活，导致催化效率逐渐降低；3.酶处理法需要进行酶的过量表达与制备，获得酶制剂，工艺流程复杂繁琐；4.目前报道的酶处理法均是在较高温度的琼胶溶液中加入酶进行催化，这需要将自红藻中提取的琼胶再次溶化，进一步增加了工序。以上4点均会使酶处理法的成本增加，而成本过高是酶处理法无法实现工业化琼胶脱硫的主要原因。

3、目前尚未见到利用微生物直接对琼胶进行脱硫的相关报道。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，本发明提供了一株巨大芽孢杆菌wmx，本发明还提供了该菌株在琼胶脱硫中的应用。本发明的巨大芽孢杆菌wmx是通过筛选得到的性能优异的菌株，脱硫效果显著。本发明利用微生物直接对琼胶进行脱硫，丰富了琼胶脱硫的方法，大大降低了琼胶脱硫的成本，工业化应用的前景良好。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一株巨大芽孢杆菌wmx，分类命名为巨大芽孢杆菌ouc-gel(qd)-w#ds#1-wmx[priestia megaterium ouc-gel(qd)-w#ds#1-wmx]，保存于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为cctccno：m 20221885，保藏日期：2022年12月05日。

4、所述芽孢杆菌wmx的生物学特征为：杆状，末端圆，单个或呈短链排列，1.2～1.5微米×2.0～4.0微米，严格好氧，能运动，革兰氏阳性，芽孢1.0～1.2微米×1.5～2.0微米，椭圆形，中生或次端生。巨大芽孢杆菌缺乏与外膜相关的内毒素，这使得巨大芽孢杆菌非常适用于食品甚至药品生产过程。

5、所述巨大芽孢杆菌wmx在琼胶脱硫中的应用。

6、进一步地，具体应用时，琼胶脱硫方法为以下两种之一：

7、(1)将琼胶置于培养液中，接种巨大芽孢杆菌wmx，在25～40℃条件下培养20～48小时；固液分离，得到脱硫后的琼胶；

8、(2)将含琼胶的植物植株置于培养液中，接种巨大芽孢杆菌wmx，在25～40℃条件下培养20～48小时；固液分离，提取，得到脱硫后的琼胶。

9、进一步地，所述琼胶的产品形式为琼脂粉、琼胶片或琼胶条。

10、进一步地，所述含琼胶的植物选自江蓠、石花菜、紫菜中的任意一种或两种以上；所述植株为鲜植株或干植株。

11、进一步地，所述培养液为现有技术中已有的培养基。具体地，所述培养液的组分组成可以由碳源、m9基础盐、无硫微量元素和水组成；更具体地，培养液的组分组成如下：2％葡萄糖；m9基础盐(na2hpo4·7h2o，2.56g/l；kh2po4，0.6g/l；nacl，0.1g/l；nh4cl，0.2g/l；mgcl2·6h2o，0.08g/l；cacl2·2h2o，1.47×10-2g/l)；无硫微量元素[生物素，5μg/l；vb1，5μg/l；二水乙二胺四乙酸二钠盐(edta)，0.05g/l；fecl3，0.0083g/l；zncl2，0.0004g/l；cucl2·2h2o，0.00013g/l；cocl2·6h2o，0.0001g/l；h3bo3，0.0001g/l；mncl2·4h2o，0.000016g/l；na2moo4，0.0003g/l]；余量为水。

12、进一步地，所述培养液中琼胶的添加量为0.1％～5％，优选2％。

13、进一步地，所述培养液中含琼胶的植物植株的添加量为0.2％～5％，优选1％。

14、进一步地，所述巨大芽孢杆菌wmx以种子液的形式接种，接种量为1％～10％(体积比)，优选5％。

15、更进一步地，琼胶脱硫方法为：向100ml的培养液中加入2g琼胶粉，或2g琼胶条，或40％(v/v)的琼脂含量为5％的琼胶片；再加入5ml的od600为0.3的含巨大芽孢杆菌wmx的菌液，在37℃条件下培养24～48小时；固液分离，得到脱硫后的琼胶。

16、更进一步地，琼胶脱硫方法为：向100ml的培养液中加入1g的干江蓠，再加入5ml的od600为0.3的含巨大芽孢杆菌wmx的菌液，在37℃条件下培养48小时；将培养液和江蓠用滤布分离，江蓠用水冲洗后，加入至100ml纯水中，在100℃条件下提胶2小时；趁热用200目的纱布过滤，获得琼脂胶液。

17、进一步地，为消除待脱硫的样品上有可能存在的杂菌对巨大芽孢杆菌wmx的影响，可以先将待脱硫的样品(琼胶或含琼胶的植物植株)在次氯酸钠溶液中浸泡处理，再加入培养液中。

18、本发明的巨大芽孢杆菌wmx是自然筛选得到的，实验研究表明，其具有培养条件温和、可进行分子操作、安全性强等优点，对琼脂粉、石花菜琼胶和江蓠琼胶均具有良好的脱硫效果。

19、本发明的巨大芽孢杆菌wmx，可以成功转入连接有脂肪酶片段的质粒并能成功实现脂肪酶的胞外分泌表达，具备分子操作的可行性。后续研究或具体应用时，可利用代谢工程等方法对其中的关键代谢途径进行改造以达到对琼胶上的硫酸基更好的脱除效果。

20、本发明首次提出以微生物作为琼胶脱硫的主体，以琼胶作为微生物生长的唯一硫源。该方法可有效解决目前酶法脱硫存在的问题，理由如下：第一，因为硫是微生物的必需元素，利用微生物自身生长的硫需求来进行琼胶脱硫，微生物要获得供应自身生长的硫元素，就必须连续不断的进行琼胶脱硫。随着微生物的生长，用于脱硫的微生物数量不断增加，从而解决了酶法脱硫中需要较高加酶量的问题。第二，微生物利用脱除的硫元素生长增殖，更多的微生物细胞会分泌更多的酶进行琼胶脱硫，形成一个正反馈过程，由于不断有新的酶分泌出来，因此可解决酶不断失活的问题。第三，微生物生长过程中直接实现琼胶脱硫，将酶法琼胶脱硫中酶的异源表达、纯化制备、酶催化琼胶脱硫几个步骤简化为一个步骤，工艺流程简单，节约成本。第四，本发明首次提出直接以琼脂条或江蓠植株为唯一硫源培养微生物实现脱硫，避免了琼胶提取后的二次溶化，简化步骤的同时也易于实现脱硫后琼胶与微生物的分离，降低成本。

21、本发明利用微生物直接进行脱硫，操作简便，环境友好，所需设备简单，适合应用于实际工业生产，本发明为实现高品质琼胶的生产奠定了基础。

22、本发明使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义。