本发明专利技术属于生物质材料降解及其生产单细胞蛋白应用技术领域，具体公开一株高产β
【技术实现步骤摘要】
高产
β
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葡萄糖苷酶黑曲霉菌株及应用
[0001]本专利技术属于生物质材料降解及其生产单细胞蛋白应用
，涉及一株高产β
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葡萄糖苷酶黑曲霉菌株及应用。
技术介绍
[0002]目前，木质纤维素水解酶酶解效率低，用酶成本过高仍然是制约生物质资源利用的瓶颈之一，如何提高纤维素酶酶解效率系问题一直是业界研究的焦点。木质纤维素水解是多酶系协同作用的结果，其中β
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葡萄糖苷酶是纤维素酶系的重要组成部分，它负责将纤维素内切酶和外切酶通过协同作用释放的纤维寡糖和纤维二糖水解为葡萄糖。因此通过提高β
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葡萄糖苷酶的活性，不仅可以有效地提高纤维素酶总体酶活力，还可以通过降解纤维寡糖和纤维二糖降低其对纤维素内切酶和外切酶的抑制作用，从而提高纤维素酶系的水解效率。
[0003]除了在木质纤维素水解中发挥作用之外，β
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葡萄糖苷酶在纤维素酶诱导物合成以及菌体快速响应纤维素的过程中发挥着重要作用。一方面，β
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葡萄糖苷酶具备转糖基作用，能够将少量的葡萄糖转化为槐糖等二糖，这些二糖是纤维素酶发酵产酶生产过程中的高效诱导物。另一方面，一些β
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葡萄糖苷酶具有较强的β
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木糖苷酶活力或β
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半乳糖苷酶活力，可以产生木寡糖或乳糖以作为纤维素酶和半纤维素酶合成的诱导物，从而在提高纤维素酶和半纤维素诱导合成方面发挥着重要作用。
[0004]因此，无论是从提高纤维素酶系本身活性和水解效率的角度，还是从通过合成诱导物以提升纤维素酶诱导表达的角度，都表明β
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葡萄糖苷酶对于纤维素酶系产量及水解效率具有至为关键的作用。然而，目前广泛工业化应用的里氏木霉等菌种中的β
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葡萄糖苷酶含量和酶活力都较低，这成为纤维素酶系水解效率不高的主要限制因素之一。额外复配β
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葡萄糖苷酶是提升纤维素酶酶活力和水解效率的一种有效方法。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供的黑曲霉（Aspergillus niger）突变株60B
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3DW，以黑曲霉（Aspergillus niger）3.316（保藏于中国科学院微生物研究所普通菌种保藏中心，CGMCC NO. 3.316）为出发菌株，经ARTP诱变，液滴微流控高通量筛选技术选育出β
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葡萄糖苷酶活力大幅度提高的突变株。
[0006]因此，本专利技术首先提供一株黑曲霉菌株60B
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3DW，其分类命名：黑曲霉Aspergillus niger，菌株黑曲霉Aspergillus niger 60B
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3DW被保藏在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.22465，保藏时间为：2021年07月05日，保藏单位地址为：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。
[0007]进而，本专利技术提供一种β
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葡萄糖苷酶的生产方法，包括如下步骤：1）将黑曲霉菌株60B
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3DW接种于培养基中进行培养；2）以步骤1）中生长的黑曲霉菌株60B
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3DW的发酵液的形式从培养基中收获β
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葡萄
糖苷酶。
[0008]优选的是，所述的β
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葡萄糖苷酶的生产方法中，所述培养基包含如下组分：玉米芯45~55 g/L，酵母粉4~6 g/L，麦芽提取物4~6 g/L，硫酸铵2.6~3 g/L，磷酸二氢钾3~5 g/L，结晶硫酸镁0.8~1.0 g/L，结晶氯化钙0.8~1.0 g/L，初始pH调到6.0。
[0009]优选的是，所述的β
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葡萄糖苷酶的生产方法中，步骤1）中，将黑曲霉孢子于温度26~30℃和转速140~200转/分的条件下培养144~182小时；步骤2）中，将经过步骤1）培养得到的发酵液进行固液分离，收集上清液得到β
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葡萄糖苷酶的粗酶液。
[0010]本专利技术还提供一种复合纤维素酶制剂，其包含所述上述方法制备的β
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葡萄糖苷酶以及纤维素酶。更优选的是，纤维素酶来自于里氏木霉。具体地是以两者的发酵液作为粗酶液进行混配，优选地里氏木霉纤维素酶液：黑曲霉β
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葡萄糖苷酶发酵液按体积配比为7
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10:1，最优选为8
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9:1复配，且其中里氏木霉纤维素酶滤纸酶活力为30
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40 IU/ml，黑曲霉β
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葡萄糖苷酶酶活力为80
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100 IU/ml。）进一步地，本专利技术提供所述复合纤维素酶制剂在生物质材料降解中提供降解的功能。优选地，所述生物质材料是作物秸秆或酒糟，如水稻秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆、玉米秸秆（例如脱木素玉米秸秆，汽爆玉米秸秆），或木薯酒糟等。
[0011]本专利技术通过对黑曲霉液滴生成、分选芯片以及液滴大小等条件优化，克服了黑曲霉菌丝生长过程会导致包裹液滴刺破造成液滴间交叉代谢物污染的弊端，同时对结合的荧光底物进行筛选及标记达到分选黑曲霉微液滴的目的，首次创建黑曲霉β
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葡萄糖苷酶液滴微流控高通量筛选技术，筛选通量可达10000个/h，将传统方法的筛选周期从7
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15天缩减到24 h内完成，突破传统丝状真菌筛选方法的技术瓶颈，精准定向提升黑曲霉菌株的β
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葡萄糖苷酶酶活力，大幅度提高β
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葡萄糖苷酶菌株选育的效率和成功率。最终获得一株高产β
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葡萄糖苷酶的黑曲霉菌株60B
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3DW。
[0012]本专利技术提供的黑曲霉菌株60B
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3DW在摇瓶发酵规模下，通过发酵法生产的β
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葡萄糖苷酶活力高达88 IU/mL，通过与里氏木霉纤维素酶制剂简单复配后形成复合纤维素酶制剂，复合纤维素酶制剂酶系更加平衡，生物质高固酶解条件下，葡萄糖释放量均提高35%以上，生物质材料中纤维素转化率>90%以上，并在秸秆单细胞蛋白中完成应用，实现秸秆单细胞蛋白产品中蛋白含量>25%。
附图说明
[0013]图1为本专利技术实施例中液滴微流控底物释放荧光值与β
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葡萄糖苷酶酶活力线性关系曲线图。
[0014]图2为本专利技术实施例中液滴培养不同时间荧光信号观察图。
[0015]图3为本专利技术实施例中β
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葡萄糖苷酶的液滴分选流程图。
[0016]图4为本专利技术实施例中黑曲霉菌株遗传稳定性检测图。
[0017]图5为本专利技术实施例中复合纤维素酶系水解不同生物质材料时葡萄糖释放量比较图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种黑曲霉菌株（Aspergillus niger），其特征在于，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC No.22465，保藏时间为：2021年07月05日。2.一种β
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葡萄糖苷酶的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将如权利要求1所述的黑曲霉菌株接种于黑曲霉的发酵培养基中进行培养；2）以步骤1）中生长的黑曲霉菌株的发酵液的形式从所述发酵培养基中收获β
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葡萄糖苷酶。3.如权利要求2所述的β
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葡萄糖苷酶的生产方法，其特征在于，黑曲霉的所述发酵培养基包含如下组分：玉米芯45~55 g/L，酵母粉4~6 g/L，麦芽提取物4~6 g/L，硫酸铵2.6~3 g/L，磷酸二氢钾3~5 g/L，结晶硫酸镁0.8~1.0 g/L，结晶氯化钙0.8~1.0 g/L，初始pH调到6.0。4.如权利要求2所述的β
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葡萄糖苷酶的生产方法，其特征在于，步骤1）中，将黑曲霉孢子于温度26~30℃和转速140~200转/分的条件下培养144~182小时。5...
【专利技术属性】
技术研发人员：高乐，吴信，贾文娣，
申请(专利权)人：中国科学院天津工业生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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