一株产纤维素酶的嗜盐黑曲霉及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一株产纤维素酶的嗜盐黑曲霉及其应用，属于微生物领域。公开的黑曲霉菌株的保藏编号为CGMCC NO.9404，该黑曲霉菌株分离自中国陕西省陕北榆林市定边县花马盐湖湖水泽沉积物，该菌株经过形态学和分子生物学鉴定为黑曲霉属，可在碳源为2％的玉米芯粉，氮源为0.5％的蛋白胨，起始pH为5.5，孢子悬液接种体积分数为20％，盐浓度为2.5％的培养基中28℃培养5天，达到最高产酶活性。并且该菌株在盐浓度为0％～15％的条件下均可产生纤维素酶。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物
，具体涉及一株产纤维素酶的嗜盐黑曲霉及其培养方法和应用。
技术介绍
纤维素类物质是地球上最丰富的可再生资源之一，它是由β-D-1,4葡萄糖苷键组成的多糖，分子量可达数十万甚至数百万，不能为微生物细胞直接利用。纤维素酶是生物降解含β-1,4糖苷键的纤维素生成葡萄糖的一类复合酶的总称，主要由3种水解酶类组成，分别是β-葡聚糖苷酶、纤维二糖水解酶和β-葡萄糖苷酶。首先β-葡聚糖苷酶作用于微纤维的非结晶区，使其露出许多末端供外切型酶作用，纤维二糖水解酶从非还原性末端依次分解，产生纤维二糖，然后部分降解的纤维素进一步由β-葡聚糖苷酶和纤维二糖水解酶协同作用，分解生成纤维二糖、三糖等低聚糖，最后由β-葡萄糖苷酶分解成葡萄糖。纤维素酶广泛存在于自然界的生物体中，细菌、真菌，动物体内都能产生纤维素酶。其中微生物是纤维素酶的主要来源，如细菌主要有梭菌属(Clostridium)、纤维单胞菌属(Cellulomonas)、高温单胞菌属(Thermomonospora)等；真菌主要有木霉属(Trichoderma)、青霉属(Penicillium)、曲霉属(Aspergillus)、白腐真菌(P.chrysosporium)、裂殖菌属(Schizophyllum)等。一般用于生产的纤维素酶来自于真菌，目前，研究较多的能够降解天然纤维的微生物主要是木霉、青霉、曲霉和白腐菌等真菌，例如纤维素酶系齐全的绿色木霉(Trichoderma viride)和里氏木霉(T.reesei)等菌株，但木霉菌发酵产物中存在多种真菌毒素，另一方面其纤维素酶活力较低，尤其是β-葡萄糖苷酶活力很低，致使纤维二糖在反应体系中积累而影响酶解效率，因而其应用范围受到限制。然而，黑曲霉不产生毒素，是公认的安全微生物。在产纤维素酶的真菌中，黑曲霉所产纤维素酶系中以纤维二糖水解酶和β-葡萄糖苷酶的活力较高，特别是β-葡萄糖苷酶活力较一般菌株高。目前对于产纤维素酶菌株的研究大多数都集中在常规低盐微生物中，很少涉及盐湖微生物产纤维素酶的研究，目前已经报道的仅有Vibrio sp.G21(Gao Z et al.2010)、Chromohalobacter sp.TPSV 101(Prakasha et al.2012)、Haloarcula sp.G10、Haloarcula sp.LLSG7(Li X et al.2013)、Pestalotiopsis sp.NCi6(Arfi Y et al.2013)等。由于盐湖环境独特，蕴藏多样的极端微生物及其独特的酶系。嗜盐微生物酶一般在高盐条件下仍具有较高的活性，可以在高盐环境下高效降解纤维素，此种特性有利于解决工业化生产中高盐环境使酶失活的问题，此外，发酵培养基中高浓度的NaCl可抑制大多数微生物的生长繁殖，防止纤维素酶生产过程中杂菌污染。纤维素酶可广泛用于食品、纺织、饲料、酿酒、石油勘探、中药成分提取等众多领域，特别是在纺织、洗涤、造纸和生物能源等工业应用上具有重要地位。天然纤维素的分子内和分子间存在着大量的氢键，同时其聚集结构复杂，结晶度较高，使得纤维素对酶的可及性低，溶解困难，反应性能差，这直接影响了纤维素制品的使用性能，纤维素的预处理是纤维素在某些工业领域有效利用的重要环节，酸碱法预处理天然纤维素的过程中，产生大量的废水，这些盐度高的废水直接排放会造成有机物富集，嗜盐纤维素酶可以在高盐环境下降解纤维素，因此嗜盐纤维素酶对预处理纤维素产生的废水的治理具有重要意义。另外，纤维素酶酶活是表征盐碱土壤碳素循环的主要指标，该酶能有效增加盐碱地碳素的循环速度，促进盐碱地肥力的快速恢复。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一株产纤维素酶的嗜盐黑曲霉及其培养方法和应用。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种产纤维素酶的嗜盐黑曲霉菌株，该黑曲霉菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.9404。该黑曲霉菌株在盐浓度为0％～15％的条件下产生纤维素酶。该黑曲霉菌株产生纤维素酶的发酵培养基的碳源为质量分数1％～3.5％的玉米芯粉，氮源为质量分数0.2％～1.0％的蛋白胨；该黑曲霉菌株产生纤维素酶的培养温度为24～32℃，培养时间为1～7天，孢子悬液接种体积分数为5％～25％，培养基pH为4.5～8.5，盐浓度为0％～15％。优选地，该黑曲霉菌株产生纤维素酶的发酵培养基的碳源为质量分数2％的玉米芯粉，氮源为质量分数0.5％的蛋白胨；该黑曲霉菌株产生纤维素酶的培养温度为28℃，培养时间为5天，孢子悬液接种体积分数为20％，培养基起始pH为5.5，盐浓度为2.5％。本专利技术公开的产纤维素酶的嗜盐黑曲霉菌株在生产纤维素废水治理中的应用。本专利技术公开的产纤维素酶的嗜盐黑曲霉菌株在盐碱地修复中的应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术提供了一种新的产纤维素酶的嗜盐黑曲霉菌株，命名为Aspergillus niger，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏号为CGMCC No.9404。该嗜盐黑曲霉菌株从分离自中国陕西省榆林市定边县花马盐湖泽沉积物中分离获得。本专利技术公开的产纤维素酶的嗜盐黑曲霉菌株可在0％～15％盐浓度的培养基中生长产生纤维素酶，嗜盐纤维素酶可以在高盐环境下高效降解纤维素，在造纸和纤维素预处理废水的治理及盐碱地的修复中具有较为广泛的应用。保藏说明本专利技术对所述的嗜盐黑曲霉菌株进行了下述保藏：保藏时间：2014年7月1日，保藏地点：中国，北京。北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)；保藏号为CGMCC No.9404。附图说明图1为嗜盐黑曲霉菌株的显微形态特征照片；图2为本专利技术的嗜盐黑曲霉菌株与已鉴定Aspergillus属的ITS序列构建的系统发育树；图3为培养基碳源对CMCase影响的柱状图；图4为培养基氮源对CMCase影响的柱状图；图5为发酵温度对CMCase影响的折线图；图6为发酵时间对CMCase影响的折线图；图7为孢子悬液接种的体积分数对CMCase影响的折线图；图8为培养基pH对CMCase影响的折线图；图9为培养基盐浓度对CMCase影响的折线图。具体实施方式下面结合具体的附图和实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产纤维素酶的嗜盐黑曲霉菌株，其特征在于，该黑曲霉菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.9404。

【技术特征摘要】
1.一种产纤维素酶的嗜盐黑曲霉菌株，其特征在于，该黑曲霉菌株保藏
于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC 
No.9404。
2.如权利要求1所述一种产纤维素酶的嗜盐黑曲霉菌株，其特征在于，
该黑曲霉菌株在盐浓度为0％～15％的条件下产生纤维素酶。
3.如权利要求1所述一种产纤维素酶的嗜盐黑曲霉菌株，其特征在于，
该黑曲霉菌株产生纤维素酶的发酵培养基的碳源为质量分数1％～3.5％的玉
米芯粉，氮源为质量分数0.2％～1.0％的蛋白胨；该黑曲霉菌株产生纤维素酶
的培养温度为24～32℃，培养时间为1～7天，孢子悬液接种体...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘开辉，张波，丁小维，陈文强，邓百万，杨方玉，
申请(专利权)人：陕西理工学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61