一种黑曲霉突变菌株及其应用制造技术

本发明专利技术涉及微生物领域，特别涉及一种黑曲霉突变菌株及其应用。摇瓶发酵和发酵罐发酵结果显示，相比于出发菌株，该黑曲霉突变菌株显著提高了非淀粉多糖酶的产量，可广泛应用于非淀粉多糖酶的生产，从而有利于降低非淀粉多糖酶的生产成本，促进其在饲料领域中的推广与应用。

A mutant strain of Aspergillus niger and its application

The invention relates to the field of microorganism, in particular to a mutant strain of Aspergillus niger and its application. Shake flask and fermentor showed that, compared with the starting strain, the mutant strain of Aspergillus niger significantly increased the yield of non starch polysaccharides, which can be widely used in non starch polysaccharides production, so as to reduce the production cost of non starch polysaccharides, promote the popularization and application in the field of feed in.

【技术实现步骤摘要】
一种黑曲霉突变菌株及其应用
本专利技术涉及微生物领域，特别涉及一种黑曲霉突变菌株及其应用。
技术介绍
非淀粉多糖(non-starchpolysaccharides，NSP)是植物组织中由多种单糖和糖醛酸经糖苷键连接而成，大多为有分支的链状结构，常与无机离子和蛋白质结合在一起，是细胞壁的主要成分，一般难于被单胃动物分泌的消化酶所水解。常见饲料中的非淀粉多糖主要是阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖和纤维素。玉米和高粱中含有少量的非淀粉多糖，燕麦和大麦中的水溶性非淀粉多糖主要是β-葡聚糖。谷物中含有少量果胶多糖，除大米外，其他植物中均未发现。谷物副产品含有大量的细胞壁成分，如米糠含有大约20％-25％的非淀粉多糖，主要是等量的阿拉伯木聚糖和纤维素。非淀粉多糖酶则以多种糖苷酶为主体，通过消除饲料中的非淀粉多糖的抗营养作用，提高动物对饲料养分的利用率，当这些酶活性的适合比例与饲料中非淀粉多糖组成一致时，可获得最佳的使用效果。非淀粉多糖酶包括纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、β-甘露聚糖酶、果胶酶等。纤维素酶可破解富含纤维的细胞壁，使其包含的蛋白质、淀粉等营养物质释放出来并加以利用，同时又可将纤维降解为可被畜禽机体消化吸收的还原糖，从而提高饲料利用率。产生纤维素酶的微生物研究较多的是真菌，对细菌和放线菌研究很少。当前用来生产纤维素酶的微生物主要是木霉、黑曲霉、青霉和根霉，此外，漆斑霉、反当动物瘤胃菌、嗜纤维菌、产黄纤维单抱菌、侧抱菌、粘细菌、梭状芽抱杆菌等也能产生纤维素酶。木聚糖酶是木聚糖的专一降解酶，属于水解酶类，包括内切木聚糖酶、外切木聚糖酶和木糖苷酶三种。国内外关于木霉、曲霉、细菌产木聚糖酶能力的研究较多，现在商业化的产木聚糖酶的菌株主要是木霉和曲霉属。β-葡聚糖酶能降解β-葡聚糖分子中的β-1，3和β-1，4糖苷链，使之降解为小分子，失去亲水性和粘性，改变单胃动物肠道内容物的特性、消化酶的活性、肠道微生物的作用环境等。分泌β-葡聚糖酶的微生物，一类是细菌，另一类是真菌，真菌以霉菌为主，主要有康氏木霉、里氏木霉、拟氏木霉、绿色木霉、米曲霉、冻土毛霉、黑曲霉等。果胶酶是分解果胶的酶的通称，也是一个多酶复合物，它通常包括原果胶酶、果胶甲酷水解酶、果胶酸酶三种酶。这三种酶的联合作用使果胶质得以完全分解。工业生产果胶酶的菌种主要是霉菌，常用菌种有文氏曲霉、苹果青霉、黑曲霉、白腐核菌、米曲霉、酵母等。甘露聚糖酶是一种半纤维素水解酶,以内切方式降解β-1,4糖苷键,降解产物的非还原末端为甘露糖,其作用底物包括葡萄甘露聚糖、半乳甘露聚糖及β-甘露聚糖等。它不仅能够降低肠道粘度,促进营养物质的消化和吸收,而且还可消除豆类中富含的β-露聚糖对葡萄糖吸收的干扰,极大提高饼粕尤其是豆粕的能量消化率；同时,添加了甘露聚糖酶后动物的抵抗力及整齐度都有所提高。非淀粉多糖酶的生产主要通过生物发酵法，目前人们寻找的能产生各种非淀粉多糖酶的菌株有绿色木霉、红色木霉、黑曲霉和索状青霉等。其中针对产生纤维素酶的微生物研究较多的是真菌，对细菌和放线菌研究很少，当前用来生产纤维素酶的微生物主要是木霉、黑曲霉、青霉和根霉。国内外关于木霉、曲霉、细菌产木聚糖酶能力的研究较多，现在商业化的产木聚糖酶的菌株主要是木霉和曲霉属。分泌β-葡聚糖酶的微生物，一类是细菌，以芽孢杆菌为主，主要有枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等；另一类是真菌，以霉菌为主，主要有康氏木霉、里氏木霉、拟氏木霉、绿色木霉、米曲霉、冻土毛霉、黑曲霉等。工业生产果胶酶的菌种主要是霉菌，常用菌种有文氏曲霉、苹果青霉、黑曲霉、白腐核菌、米曲霉、酵母等。我国主要能量饲料资源短缺，而非淀粉多糖极大的限制了谷物及其副产品在饲料中的应用，因此急需针对不同饲粮背景开发高产的非淀粉多糖酶菌株，降低非淀粉多糖酶应用于饲料工业的成本，有效缓解资源短缺问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种高产非淀粉多糖酶的黑曲霉突变菌株及其应用。本专利技术通过紫外诱变的方法获得一株高产非淀粉多糖酶的黑曲霉突变菌株，能大幅度提高非淀粉多糖酶的表达量，可广泛应用于非淀粉多糖酶的生产。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一株黑曲霉，其保藏编号为CCTCCNO:M2016362。本专利技术通过紫外诱变的方法获得一株NSP酶产量最高的突变菌株，命名为黑曲霉NSP-5(AspergillusnigerNSP-5)，该菌株摇瓶发酵上清液中木聚糖酶酶活106u/ml，比出发菌提高了96％；纤维素酶酶活4.4u/ml，比出发菌提高了91％；β-葡聚糖酶酶活41.4u/ml，比出发菌提高了55％；甘露聚糖酶酶活1.9u/ml，比出发菌提高了175％。发酵罐发酵实验结果显示：突变菌黑曲霉NSP-5的发酵上清液木聚糖酶酶活205u/ml，比出发菌提高了107％；纤维素酶酶活17.6u/ml，比出发菌提高了69％；β-葡聚糖酶酶活67.7u/ml，比出发菌提高了78％；甘露聚糖酶酶活3.9u/ml，比出发菌提高了160％，各组分表达量与摇瓶相比放大作用明显。本专利技术申请人已于2016年7月4日将上述突变菌株黑曲霉NSP-5(AspergillusnigerNSP-5)保藏于中国武汉武汉大学的中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNO:M2016362。本专利技术还提供了所述黑曲霉在发酵生产非淀粉多糖酶中的应用。在本专利技术的一些具体实施方案中，所述非淀粉多糖酶为木聚糖酶，纤维素酶，β-葡聚糖酶和甘露聚糖酶中的一种或两者以上的混合物。本专利技术还提供了一种生产非淀粉多糖酶的发酵方法，以所述黑曲霉为发酵菌株。在本专利技术的一些具体实施方案中，所述发酵方法包括摇瓶发酵和发酵罐发酵；所述发酵方法的发酵培养基包括小麦麸皮2质量份；乳糖0.3质量份；玉米浆2质量份；硫酸铵0.5质量份；磷酸二氢钾0.35质量份；磷酸氢二钾0.75质量份；七水硫酸镁0.03质量份。在本专利技术的一些具体实施方案中，所述发酵方法中所述摇瓶发酵的发酵温度为30℃，发酵时间为5d。在本专利技术的一些具体实施方案中，所述发酵方法中所述发酵罐发酵包括摇瓶培养和发酵罐培养；所述摇瓶培养的培养基包括葡萄糖10-30g/L，土豆100-200g/L；所述摇瓶培养的条件为于30℃、200rpm摇床培养20h。在本专利技术的一些具体实施方案中，所述发酵方法中所述发酵罐培养的条件为：在30±1℃，pH值为5.0±0.2，搅拌速度为600rpm的条件下，将发酵菌株接种于如权利要求5所述的发酵培养基中培养24h后，补加木糖+葡萄糖反转糖浆，控制溶氧为30-40％，发酵160h。在本专利技术的一些具体实施方案中，所述发酵方法中所述木糖+葡萄糖反转糖浆的制备方法为：取木糖25％，葡萄糖25％，85％磷酸5％v/v，121℃处理30min。本专利技术还提供了所述的发酵方法发酵获得的非淀粉多糖酶；所述非淀粉多糖酶为木聚糖酶，纤维素酶，β-葡聚糖酶和甘露聚糖酶中的一种或两者以上的混合物。摇瓶实验结果显示：出发菌黑曲霉NSP-1发酵上清液中木聚糖酶活为54u/ml，纤维素酶活为2.3u/ml，β-葡聚糖酶酶活为26.6u/ml，甘露聚糖酶酶活为0.69u/ml。本专利技术获得一株NSP酶产量最高的突变菌株，命名为黑曲霉NSP-本文档来自技高网...

【技术保护点】
黑曲霉，其特征在于，其保藏编号为CCTCC NO:M2016362。

【技术特征摘要】
1.黑曲霉，其特征在于，其保藏编号为CCTCCNO:M2016362。2.根据权利要求1所述的黑曲霉在发酵生产非淀粉多糖酶中的应用。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述非淀粉多糖酶为木聚糖酶，纤维素酶，β-葡聚糖酶和甘露聚糖酶中的一种或两者以上的混合物。4.一种生产非淀粉多糖酶的发酵方法，其特征在于，以如权利要求1所述的黑曲霉为发酵菌株。5.根据权利要求4所述的发酵方法，其特征在于，发酵方法包括摇瓶发酵和发酵罐发酵；所述发酵方法的发酵培养基包括小麦麸皮2质量份；乳糖0.3质量份；玉米浆2质量份；硫酸铵0.5质量份；磷酸二氢钾0.35质量份；磷酸氢二钾0.75质量份；七水硫酸镁0.03质量份。6.根据权利要求4或5所述的发酵方法，其特征在于，所述摇瓶发酵的发酵温度为30℃，发酵时间为5d。7.根据权利要求4至6任一项所述的发酵方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓东，周利伟，王华明，
申请(专利权)人：青岛蔚蓝生物集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37