本发明专利技术提供一种内切葡聚糖酶在卷烟原料改良中的应用，具体地，本发明专利技术提供一种烟草源枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的内切葡聚糖酶Cel‑FX1，并利用基因工程技术使得所述内切葡聚糖酶在大肠杆菌中获得高效表达。相较于天然表达的多肽以及商品化纤维素酶，经本发明专利技术的多肽或者含有所述多肽的全培养液配制品或细胞培养组合物处理的烟草原料中纤维素含量显著降低，而还原糖含量明显提高，常规化学成分(例如，烟碱、总氮、淀粉和K)含量同样有下降趋势，并且感官质量也有明显改善。
【技术实现步骤摘要】
一种内切葡聚糖酶在卷烟原料改良中的应用
本专利技术属于烟草加工领域，具体涉及一种内切葡聚糖酶在卷烟原料改良中的应用。
技术介绍
纤维素是烟叶的主要成份，可增加烟叶持火力同时会带来枯焦气、木质气等杂气，对吸食口感及烟草本香的透发有显著的负面作用。此外，燃烧过程热解产生的稠环芳烃(PAH)有致癌作用，降低烟叶中的纤维素含量既可以有效提升吸食品质，又可以降低烟气中的有害成份。现有技术主要集中于利用商品化酶制剂处理烟叶原料，通过纤维素酶或者复合酶制剂处理卷烟原料进而改善原料品质，如CN202010982036.X，CN102631021.A；或者利用产纤维素酶的菌株或其发酵液处理卷烟原料，如CN201710343989.X，CN201611261221.X；而目前商品化酶制剂由于保质及剂型等诸多因素，酶制剂中含有大量辅料，处理效果的稳定性差；使用菌株直接处理原料，过程可控性难把握。
技术实现思路
本专利技术提供一种烟草源枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)的内切葡聚糖酶Cel-FX1，并利用基因工程技术使得所述内切葡聚糖酶在大肠杆菌中获得高效表达。相较于天然表达的多肽以及商品化纤维素酶，经本专利技术的多肽或者含有所述多肽的全培养液配制品或细胞培养组合物处理的烟草原料中纤维素含量显著降低，而还原糖含量明显提高，常规化学成分(例如，烟碱、总氮、淀粉和K)含量同样有下降趋势，并且感官质量也有明显改善。因此，在一个方面，本专利技术提供一种从枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)中分离的多肽在烟草原料加工或者降低烟草原料中纤维素含量中的用途，其中所述多肽具有纤维素分解活性和/或内切葡聚糖酶活性。在另一个方面，本专利技术提供一种多肽在烟草原料加工或者降低烟草原料中纤维素含量中的用途，其中所述多肽具有纤维素分解活性和/或内切葡聚糖酶活性，该多肽具有选自以下的氨基酸序列：(1)如SEQIDNO:1所示的氨基酸序列；(2)与SEQIDNO:1具有至少80％同一性，优选至少85％同一性、至少90％同一性、至少95％同一性、或至少99％同一性的氨基酸序列；(3)与SEQIDNO:1相异在于一个或多个氨基酸残基的置换、缺失或添加的氨基酸序列；(4)包含如SEQIDNO:2所示的氨基酸序列，和/或SEQIDNO:3所示的氨基酸序列；(5)包含与SEQIDNO:2具有至少80％同一性，优选至少85％同一性、至少90％同一性、至少95％同一性、或至少99％同一性的氨基酸序列，并且所述氨基酸序列为催化纤维素分解的催化结构域；和/或与SEQIDNO:3具有至少80％同一性，优选至少85％同一性、至少90％同一性、至少95％同一性、或至少99％同一性的氨基酸序列，并且所述氨基酸序列为结合纤维素底物的结合结构域；和，(6)包含与SEQIDNO:2相异在于一个或多个氨基酸残基的置换、缺失或添加的氨基酸序列，和/或与SEQIDNO:3相异在于一个或多个氨基酸残基的置换、缺失或添加的氨基酸序列。在另一个方面，本专利技术提供一种全培养液配制品或细胞培养组合物在烟草原料加工或者降低烟草原料中纤维素含量中的用途，其中所述的全培养液配制品或细胞培养组合物通过以下方法制备得到：利用宿主细胞诱导表达前文所述的多肽，收集所述多肽，任选地，对收集得到的多肽进行纯化，得到所述全培养液配制品或细胞培养组合物。在一些实施方案中，所述全培养液配制品或细胞培养组合物酶活力为100-1000U/mL，例如，100-500U/mL，100-400U/mL，100-300U/mL，或100-200U/mL。在一些实施方案中，所述全培养液配制品或细胞培养组合物中含有0.1-2.0mg/mL所述多肽，例如，含有0.1-1.5mg/mL，0.1-1.0mg/mL，0.1-0.8mg/mL，0.1-0.6mg/mL，0.1-0.4mg/mL，0.2-0.3mg/mL所述多肽。在一些实施方案中，所述宿主细胞为大肠杆菌，例如大肠杆菌BL21。在另一个方面，本专利技术提供一种处理烟草原料或者降低烟草原料中纤维素含量的方法，其包括用前文所述的多肽或全培养液配制品或细胞培养组合物处理所述烟草原料的步骤。在一些实施方案中，所述方法的特征在于下述的一项或多项：(1)以50-500U/Kg的量添加所述多肽或全培养液配制品或细胞培养组合物；(2)用所述多肽、全培养液配制品或细胞培养组合物在25-60℃(例如35-60℃)处理所述烟草原料1-10小时(例如2-5小时)；(3)处理结束后，还包括灭酶的步骤，例如将所述烟草原料置于70-80℃10min-1h(例如，20-30min)；(4)所述烟草原料为片烟、梗丝、薄片或叶组烟丝。在本文中，所述烟草原料为片烟、梗丝、薄片或叶组烟丝。术语定义在本专利技术中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。并且，本文中所用的分子遗传学、核酸化学、细胞培养、生物化学、细胞生物学等操作步骤均为相应领域内广泛使用的常规步骤。同时，为了更好地理解本专利技术，下面提供相关术语的定义和解释。术语“内切葡聚糖酶”是指内切-1，4-(1，3；1，4)-β-D-葡萄糖4-葡聚糖水解酶(E.C.3.2.1.4)，它催化纤维素、纤维素衍生物(例如羧甲基纤维素和羟乙基纤维素)、地衣多糖中的1，4-β-D-糖苷键，混合的β-1，3葡聚糖(例如谷物β-D-葡聚糖或木聚糖)中的β-1，4键，以及含有纤维素其他植物材料的内切水解。可以通过测量底物粘度的降低或通过还原糖测定所确定的还原性末端的增加来确定内切葡聚糖酶活性(Zhangetal.BiotechnologyAdvances,2006,24:452-481)。可以根据Ghose,PureandAppl.Chem.1987,59:257-268使用羧甲基纤维素作为底物测定内切葡聚糖酶活性。典型地，内切葡聚糖酶具有至少两个功能结构域：碳水化合物结合模块(CBM)和催化模块。其中CBM例如被描述于Borastonetal.Biochem.J.2004,382:769-781,TommeP,WarrenRA,MillerRCetal(1995)Cellulosebindingdomains:classificationandproperties.In:SaddlerJN,PennerMH(eds)Enzymaticdegradationofinsolublecarbohydrates.AmericanChemicalSociety,Washington,DC,pp42–161.据信CBM结合至底物可增加酶地催化活性部分地功效。在本文中，纤维素结合结构域是指特异性结合至纤维素底物的CBM亚组。术语“催化结构域”是指一种酶中包含该酶催化机器的区域。术语“表达”包括涉及多肽生产的任何步骤，包括但不限于转录、转录后修饰、翻译、翻译后修饰以及分泌。术语本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种从枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中分离的多肽在烟草原料加工或者降低烟草原料中纤维素含量中的用途，其中所述多肽具有纤维素分解活性和/或内切葡聚糖酶活性。/n
【技术特征摘要】
1.一种从枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)中分离的多肽在烟草原料加工或者降低烟草原料中纤维素含量中的用途，其中所述多肽具有纤维素分解活性和/或内切葡聚糖酶活性。
2.一种多肽在烟草原料加工或者降低烟草原料中纤维素含量中的用途，其中所述多肽具有纤维素分解活性和/或内切葡聚糖酶活性，该多肽具有选自以下的氨基酸序列：
(1)如SEQIDNO:1所示的氨基酸序列；
(2)与SEQIDNO:1具有至少80％同一性，优选至少85％同一性、至少90％同一性、至少95％同一性、或至少99％同一性的氨基酸序列；
(3)与SEQIDNO:1相异在于一个或多个氨基酸残基的置换、缺失或添加的氨基酸序列；
(4)包含如SEQIDNO:2所示的氨基酸序列，和/或SEQIDNO:3所示的氨基酸序列；
(5)包含与SEQIDNO:2具有至少80％同一性，优选至少85％同一性、至少90％同一性、至少95％同一性、或至少99％同一性的氨基酸序列，并且所述氨基酸序列为催化纤维素分解的催化结构域；和/或与SEQIDNO:3具有至少80％同一性，优选至少85％同一性、至少90％同一性、至少95％同一性、或至少99％同一性的氨基酸序列，并且所述氨基酸序列为结合纤维素底物的结合结构域；和，
(6)包含与SEQIDNO:2相异在于一个或多个氨基酸残基的置换、缺失或添加的氨基酸序列，和/或与SEQIDNO:3相异在于一个或多个氨基酸残基的置换、缺失或添加的氨基酸序列。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙腾，黄仕新，姜振锟，吴旭东，李菁菁，陈善义，何伟，王亚平，詹仁锋，方璟，张明乾，卓思楚，唐旭，
申请(专利权)人：福建中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：福建;35
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。