一株高产酸性木聚糖酶的突变菌株及其应用制造技术

本发明专利技术属于微生物技术领域，特别涉及一株高产酸性木聚糖酶的黑曲霉突变菌株及其工业发酵技术。所述菌株具体为黑曲霉(Aspergillus niger)AU10

【技术实现步骤摘要】
一株高产酸性木聚糖酶的突变菌株及其应用

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[0001]本专利技术属于微生物
，特别涉及一株高产酸性木聚糖酶的黑曲霉突变菌株及其工业发酵技术。

技术介绍
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[0002]木聚糖酶，广义的含义是指可以降解半纤维素的各种酶的总称，其包含各种内切酶、外切酶、木糖苷酶、阿拉伯糖酶、α
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葡萄糖苷酶等一系列酶。狭义的木聚糖酶是指内切
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β
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1,4
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木聚糖酶，其主要作用于木聚糖及长链木聚糖，从木聚糖主链切断木糖苷键，如本专利技术所述黑曲霉所产木聚糖酶。
[0003]针对不同用途所需，各科研工作者研究出了不同温度、不同酸碱度下，不同酶活力的木聚糖酶。如具有良好的抵抗蛋白酶的能力，适用于中高温环境的酸性木聚糖酶；可提高面包膨胀率、改善面包口感及色泽的低温木聚糖酶；可有效降低动物胃部食糜黏度、提高消化率和营养吸收率，进而提高动物饲料利用率的低温酸性木聚糖酶等。
[0004]木聚糖是半纤维素的主要成分，是重要的可再生资源，可以说是最具有代表性的半纤维素。而在木聚糖的降解过程中，木聚糖酶则是最为关键的酶。目前，主要通过重组大肠杆菌、酵母菌、芽孢杆菌、霉菌等，来获得相对应的木聚糖酶。
[0005]几十年来，我国科研工作者为提高木聚糖酶的发酵水平已进行了不懈地努力，如中国专利公布了一种瓶霉属的木聚糖酶，其具有良好的蛋白酶抗性，能够有效的降解小麦阿拉伯木聚糖，且其易于工业化发酵生产；另一专利公开了一种将水不溶性阿拉伯木聚糖降解为水溶性的阿拉伯木聚糖，从而改善了面团中面筋网络的弹性，增强了面团的乳化凝胶作用，使面团内部的气孔更加均匀细密，增大了面包体积；还公布了一种中温酸性木聚糖酶，其在酸性环境下具有较高的酶活性，pH稳定性好，具有良好的耐高温特性，可使其在需求高温环境的工业生产上得到应用。
[0006]尽管这些研究已经达到了一定水平，但是利用诱变、DNA重组技术或其他方法获得优良菌株，并进一步优化酸性木聚糖酶的发酵工艺条件，目前仍然是提高酸性木聚糖酶行业产能的重要手段。

技术实现思路
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[0007]为了提高动物饲料原料的利用率，扩大木聚糖酶在饲料行业中的应用范围，本专利技术旨在通过复合诱变筛选技术，提供一株能够生产高酶活力且能在低温酸性环境发挥酶解作用的木聚糖酶的菌株，以满足饲料行业的切实生产需求。这对酶制剂生产企业来说，具有极大的开发潜力和广阔的市场发展前景。
[0008]本专利技术提供的技术方案之一，是一种高产酸性木聚糖酶的黑曲霉，具体为黑曲霉(Aspergillus niger)AU10
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13，菌株AU10
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13经黑曲霉菌株GS
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1通过ARTP
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UV复合诱变筛选获得，目前已于2021年8月25日保藏于中国微生物保藏管理委员会普通微生物中心，地址：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，保藏编号CGMCC NO.23219。
[0009]本专利技术还提供黑曲霉(Aspergillus niger)AU10
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13在生产木聚糖酶中的应用，特别是发酵法生产木聚糖酶中的应用，具体如下：
[0010](1)种子液制备：将AU10
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13斜面菌于300mLYPD(酵母浸出粉胨葡萄糖培养基)培养基中培养，培养条件：温度30℃，转速200rpm，培养24h；
[0011](2)种子罐培养：在无菌条件下，按照2.5％的接种量，将种液接种于种子罐中，进行扩大培养，培养条件为：温度30℃，搅拌速度200rpm，通风量1vvm，罐压0.06
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0.09MPa，培养15h；
[0012](3)发酵罐培养：在无菌条件下，按照2％
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3％的接种量，将种子液接种于发酵罐中，进行发酵罐培养，培养条件为：温度30
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32℃，搅拌速度200
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220rpm，通风量1vvm，罐压0.06
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0.09MPa，pH 4.5
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5.0，发酵至40h
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45h开始补料，发酵至60h
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65h后控制溶氧20％
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30％，发酵至95h
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100h，菌体自溶严重，酶活力无明显提高时放罐；
[0013](4)补料培养：发酵至40h
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45h，当pH升至5.5时开始补料，将pH控制在4.5
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5.0；
[0014](5)上述培养过程所采用的培养基如下：
[0015]YPD培养基质量体积百分比组成如下：酵母提取物1.0％，蛋白胨2.0％，葡萄糖2.0％，其余为水，pH4.5
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5.0；
[0016]种子罐培养基质量体积百分比组成如下：酵母粉1.0％，蛋白胨2.0％，葡萄糖2.0％，其余为水，pH4.5
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5.0；
[0017]发酵罐培养基质量体积百分比组成如下：麸皮2％
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3％，蛋白胨2％
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3％，酵母提取物1％
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1.5％，磷酸二氢钾0.3％
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0.5％，硫酸镁0.03％，其余为水，pH4.5
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5.0；
[0018]补料培养基质量体积百分比组成如下：葡萄糖5％，蛋白胨2％
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3％，酵母提取物1％
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1.5％，磷酸二氢钾0.3％
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0.5％，硫酸镁0.03％，其余为水，pH 4.5
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5.0。
[0019]经过95h
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100h的发酵培养，发酵液中的木聚糖酶酶活力可达到45000
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48000U/mL。
[0020]由上述方法制备的木聚糖酶，酶学性质如下：
[0021](1)最适反应温度为40℃；
[0022](2)最适反应pH为3.0；
[0023](3)80℃条件下保温2h后，相对酶活力为95％左右，当温度升至85℃时，相对酶活力仍在85％以上；
[0024](4)在pH 3.0条件下保存2h，酶活力基本没有变化，在pH 2.0条件下保存2h，相对酶活力仍能保持在85％左右。
[0025]有益效果：
[0026]1、本专利技术通过对原始菌株进行ARTP
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UV复合诱变，最终获得了遗传性质稳定、发酵水平较高的突变菌株。
[0027]2、本专利技术通过对发酵工艺条件进行优化，提供了一种高产饲用木聚糖酶的液体发酵方法。利用改良后方法所生产的木聚糖酶，发酵活力更高、发酵周期更短、制造成本更低，极大地提高了原料的利用率，提高了企业的生产效益。
[0028]3、由本专利技术提供的黑曲霉(Aspergillus niger)AU10
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13生产的木聚糖酶酶活力高，在低温、酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一株产酸性木聚糖酶的黑曲霉菌株，其特征在于，所述菌株具体为黑曲霉(Aspergillus niger)AU10
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13，保藏编号CGMCC NO.23219。2.权利要求1所述黑曲霉(Aspergillus niger)AU10
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13在生产木聚糖酶中的应用。3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，发酵生产木聚糖酶的方法如下：按照2％
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3％的接种量，将种子液接种于发酵培养基中，进行发酵罐培养，培养条件为：温度30
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32℃，搅拌速度200
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220rpm，通风量1vvm，罐压0.06
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0.09MPa，pH 4.5
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5.0，发酵至40h
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45h，pH升至5.5时开始补料，将pH控制在4.5
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【专利技术属性】
技术研发人员：王兴吉，宋静静，张杰，王克芬，刘胜利，钱娟娟，
申请(专利权)人：山东隆科特酶制剂有限公司，
类型：发明
国别省市：