一種利用地衣芽孢桿菌生物合成納米硒的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用地衣芽孢桿菌生物合成納米砸的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]砸是必要的微量元素，對(duì)生物體的健康具有很大的重要性。砸是砸蛋白的重要組成部分，在其結(jié)構(gòu)和酶中充當(dāng)重要的角色，作為一種抗氧化劑和催化劑生成的活躍甲狀腺激素就是最好的例子。在人體中，砸能促進(jìn)免疫系統(tǒng)的正常運(yùn)行、有效抑制艾滋病毒的擴(kuò)增，同時(shí)還可以增強(qiáng)精子活力、提高繁殖性能、降低流產(chǎn)的概率以及抗癌作用。砸缺乏通常容易使身體進(jìn)入不良情緒狀態(tài)，從而易患疾病和感染病毒。
[0003]人體的砸主要來自于動(dòng)植物食品，而我國72%的土壤缺砸(彡0.6mg/kg)，屬嚴(yán)重缺砸的國家，人們從日常飲食中攝入的砸比較少，容易引起克山病等疾病，因此需要額外補(bǔ)充砸來滿足人類健康需求。
[0004]在自然界中，砸主要以三種形態(tài)存在，無機(jī)砸(如亞砸酸鈉)、有機(jī)砸(麥芽砸、砸酵母等)和納米砸(粒徑在5-200nm的零價(jià)砸)，但它們的生物活性和生理毒性并存，在補(bǔ)充砸時(shí)需要綜合考慮活性與毒性的因素。在急性毒性(LD50)標(biāo)準(zhǔn)方面，無機(jī)砸為15mg/kg，有機(jī)砸為30-40 mg/kg，納米砸則高達(dá)113 mg/kg。在亞慢毒性方面，飼料中無機(jī)砸或有機(jī)砸的含量在4-5 mg/kg時(shí)即可導(dǎo)致大鼠體重下降和肝硬化，而納米砸含量在6 mg/kg時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象。在生物功效方面，納米砸體外清除羥基自由基的效率為無機(jī)砸的5倍，為有機(jī)砸的25倍。因此，納米砸成為替代其他形式砸營養(yǎng)制劑或藥劑的最佳選擇。
[0005]納米砸有紅色、黑色和褐色三種形態(tài)，只有紅色納米砸才有生理活性。目前納米砸的生產(chǎn)方法主要有化學(xué)合成法和生物合成法，生物的納米砸比化學(xué)合成的納米砸更均勻，形態(tài)更規(guī)則，且生物合成的納米砸耐高溫，更穩(wěn)定，不易轉(zhuǎn)化成黑色或褐色納米砸。生物合成納米砸主要利用微生物還原亞砸酸鹽產(chǎn)生，目前已經(jīng)報(bào)道的菌種有固氮紅細(xì)菌(Rhodoac ter azo toformans)、乳酸菌(Zac tobacillus)、芽抱桿菌(Bacillus')、大腸桿菌{Escherichia cWi)等。但是由于大多數(shù)微生物不易發(fā)酵生產(chǎn)、不易保存的特性，不能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。芽孢桿菌由于能產(chǎn)生抗逆性比較強(qiáng)的芽孢，能耐生產(chǎn)加工過程中的不良環(huán)境和條件，加上易于保存，是工業(yè)化生產(chǎn)納米砸的良好微生物菌種。但現(xiàn)有報(bào)道中提到的芽孢桿菌對(duì)亞砸酸鹽耐受能力不高，也不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種生產(chǎn)性能好、能耐高濃度亞砸酸鹽且能高效轉(zhuǎn)化亞砸酸鹽生成紅色活性納米砸的芽孢桿菌及利用其生物合成納米砸的方法。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種利用地衣芽孢桿菌生物合成納米砸的方法，它包括以下步驟: 51.斜面種子培養(yǎng):將地衣芽孢桿菌接種于營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基斜面上，在28?45°C培養(yǎng)36?48h，得斜面種；
52.一級(jí)種子培養(yǎng):將斜面種接種于液體發(fā)酵培養(yǎng)基中，1L三角瓶中裝有液體發(fā)酵培養(yǎng)基100ml，28?45°C振動(dòng)培養(yǎng)12?18h，得一級(jí)液體種；
53.二級(jí)種子培養(yǎng):將一級(jí)液體種接種至300L液體發(fā)酵灌中，所述液體發(fā)酵灌裝有210L液體發(fā)酵培養(yǎng)基，28?45°C振動(dòng)培養(yǎng)培養(yǎng)12?18h，得二級(jí)液體種；
54.發(fā)酵生產(chǎn):將二級(jí)液體種接種至2T液體發(fā)酵灌中，所述液體發(fā)酵灌裝有1.4T液體發(fā)酵培養(yǎng)基，28?45°C振動(dòng)培養(yǎng)培養(yǎng)18?36h，得納米砸；
其中，所述液體發(fā)酵培養(yǎng)基由下述濃度的原料制備而成:魚粉?10g/L，酵母粉:1?5g/L，大米粉:1?5g/L，七水合硫酸鎂:0.1?0.5g/L，磷酸二氫鉀:0.1?lg/L，氯化鈉:0.1?0.5g/L，氯化鉀:0.1?0.5g/L，碳酸I丐:0.1?lg/L,亞砸酸鈉:500mg/L，pH值為 7.2 ?7.4。
[0008]進(jìn)一步地，所述地衣芽孢桿菌購于中國普通微生物菌種保藏管理中心，保藏編號(hào)為 CGMCCL 6510。
[0009]進(jìn)一步地，步驟S1所述的營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基由下述濃度的原料制備而成:牛肉膏:2?5g/L，蛋白胨:8?15 g/L，氯化鈉:3?7g/L，瓊脂:12?18 g/L，pH值為7.0?7.2。
[0010]進(jìn)一步地，所述振蕩培養(yǎng)的速率為180?220rpm。
[0011]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.本發(fā)明選用的地衣芽孢桿菌，能耐高濃度的亞砸酸鹽，之前報(bào)道的使用菌種一般耐受濃度為170mg/L左右，而本發(fā)明選用的地衣芽孢桿菌最適亞砸酸鈉濃度為500mg/L，最高能耐2000mg/L的亞砸酸鈉，而且轉(zhuǎn)化亞砸酸鈉成紅色活性納米砸的效率很高，能達(dá)到80%以上，因此，本發(fā)明能保證一次性生產(chǎn)出大量的納米砸，降低了生產(chǎn)成本；
2.本發(fā)明選用的地衣芽孢桿菌，其菌種屬于益生菌，使用安全，農(nóng)業(yè)部《飼料添加劑品種目錄(2010)》規(guī)定可直接作為飼料添加劑添加到畜禽飼料里面，用這種菌種生產(chǎn)出來的納米砸飼喂畜禽可生產(chǎn)出富砸肉食品供人類食用；
3.本發(fā)明選用的地衣芽孢桿菌，其培養(yǎng)時(shí)所需培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件要求簡單，培養(yǎng)成本低，且利用地衣芽孢桿菌生物合成納米砸的方法具有操作簡單、制備方便等優(yōu)點(diǎn)，適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明方法制備的納米砸形態(tài)圖，放大倍數(shù)為3000倍；
圖2為本發(fā)明方法制備的納米砸形態(tài)圖，放大倍數(shù)為5000倍。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0014]實(shí)施例1:一種利用地衣芽孢桿菌生物合成納米砸的方法，它包括以下步驟:
S1.斜面種子培養(yǎng):將地衣芽孢桿菌接種于營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基斜面上，在28°C培養(yǎng)36h，得斜面種；營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基由下述濃度的原料制備而成:牛肉膏:2g/L，蛋白胨:8 g/L，氯化鈉:3g/L，瓊脂:12 g/L, pH 值為 7.Ο ;
52.一級(jí)種子培養(yǎng):將斜面種接種于液體發(fā)酵培養(yǎng)基中，1L三角瓶中裝有液體發(fā)酵培養(yǎng)基100ml，28°C振動(dòng)培養(yǎng)12h，振蕩培養(yǎng)的速率為180rpm，得一級(jí)液體種；
53.二級(jí)種子培養(yǎng):將一級(jí)液體種接種至300L液體發(fā)酵灌中，所述液體發(fā)酵灌裝有210L液體發(fā)酵培養(yǎng)基，28°C振動(dòng)培養(yǎng)培養(yǎng)12h，振蕩培養(yǎng)的速率為180rpm，得二級(jí)液體種；
54.發(fā)酵生產(chǎn):將二級(jí)液體種接種至2T液體發(fā)酵灌中，所述液體發(fā)酵灌裝有1.4T液體發(fā)酵培養(yǎng)基，28°C振動(dòng)培養(yǎng)培養(yǎng)18h，振蕩培養(yǎng)的速率為180rpm，得納米砸；對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行有效活菌數(shù)計(jì)數(shù)，菌濃度可達(dá)到120億/mL。亞砸酸鈉轉(zhuǎn)化成納米砸效率為85%。
[0015]其中，所述液體發(fā)酵培養(yǎng)基由下述濃度的原料制備而成:魚粉:lg/L，酵母粉:lg/L，大米粉:lg/L，七水合硫酸鎂:0.lg/L,磷酸二氫鉀:0.lg/L,氯化鈉:0.lg/L,氯化鉀:0.lg/L，碳酸I丐:0.lg/L，亞砸酸鈉:500mg/L，pH 值為 7.2。
[0016]實(shí)施例2:—種利用地