一种黑曲霉菌株及其应用制造技术

本发明专利技术提出了一种黑曲霉菌株及其应用，命名为黑曲霉BAK221212，其保藏号为CGMCC No.40463。培养所述黑曲霉（Aspergillus niger）菌株发酵得到发酵产物。应用于饲料添加酶制剂中。酶制剂中。酶制剂中。

【技术实现步骤摘要】
一种黑曲霉菌株及其应用


[0001]本专利技术涉及微生物学
，特别是指一种黑曲霉菌株及其应用。

技术介绍

[0002]阿魏酸酯酶（Feruloyl esterase，FAE，EC 3.1.1.73），属于羧酸酯酶的亚类，在水溶液中能水解阿魏酸与阿拉伯木聚糖或果胶间的酯键断裂，释放阿魏酸单体或二聚体。阿魏酸酯酶是一种参与植物细胞壁降解的重要酶类，其可以切断植物细胞壁中多糖与多糖、多糖与木质素之间相交连的酯键，有利于植物细胞壁中多糖的降解和木质素的释放，在植物纤维结构的降解中起到重要作用。同时阿魏酸酯酶还是一种能够配合木聚糖酶等半纤维素酶类更好的降解植物细胞壁的酶制剂。由阿魏酸酯酶降解植物细胞壁释放出来的阿魏酸具有抗氧化、抗糖尿病、抗高血压、抗菌和抗炎的特性，在医药、食品、饲料等方面都有应用价值。因此，从植物细胞壁中释放阿魏酸不仅有助于生物质降解，而且可以被广泛应用于食品、医药、饲料等行业。
[0003]大量研究表明，植物细胞壁的酚类物质是抑制牧草消化率的主要因素。阿魏酸是单子叶植物和双子叶植物细胞壁中广泛存在的主要酚类成分之一，其在总酚类物质中占比高达80%。阿魏酸在细胞壁中主要与多糖以酯键共价交联，并以醚键或脂键与木质素组分共价交联在一起，形成阿魏酸酯键。在植物成熟木质化过程中，植物细胞壁中多糖、木质素和酚类化合物的交联有助于控制细胞壁的延伸和生长。这些化合物也可能是限制瘤胃微生物对细胞壁的降解，近而成为影响反刍动物对植物细胞壁消化率的主要因素之一。阿魏酸酯酶近年来已被用于提高外源纤维素酶在反刍动物饲料中的性能。研究表明，当阿魏酸通过酯键和醚键分别交联阿拉伯木聚糖和木质素时，木质纤维素的消化程度会显著降低。Jung和Allen曾猜想，木质纤维素的阿魏酸酯键部分不能被纤维素酶直接利用，加之木质素聚合物与纤维素如此接近，阻碍了酶在底物上的附着。
[0004]研究表明，当阿魏酸通过酯键和醚键分别交联阿拉伯木聚糖和木质素时，木质纤维素的消化程度会显著降低。不完全的纤维消化降低了动物的生产力，增加了粪便的排泄。因此，需要采取有效的策略来提高饲料纤维及其能量的利用效率。
[0005]目前，工业上对阿魏酸酯酶的需求很大，但阿魏酸酯酶生产行业面临的生产原料成本高、产量低的问题逐渐凸显，这极大地限制阿魏酸酯酶在各行业中的应用。应用于工业的阿魏酸酯酶主要由黑曲霉生产，由于黑曲霉产生的阿魏酸酯酶对高温、酸或碱等条件耐受性不足，且大多数报道的阿魏酸酯酶在中性或碱性条件下活性高，一定程度上限制了阿魏酸酯酶在工业上的应用。目前阿魏酸酯酶的生产主要采用液体发酵，但阿魏酸酯酶的酶活普遍较低，陈启和等在以添加有微颗粒的液体作为黑曲霉发酵生产阿魏酸酯酶的发酵培养基，菌株产阿魏酸酯酶的水平约为原有条件下的两倍。陆健等将黑曲霉阿魏酸酯酶基因导入毕赤酵母X
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33中，分泌表达的重组阿魏酸酯酶酶活达39.9U/mL。与固体发酵相比，液体发酵的发酵周期较长，成本较高，发酵条件要求也高。而固态发酵制备方法发酵周期短、能耗少、水的消耗量低、对环境污染程度低、单位产量大，具有较好的工业化应用前景。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出黑曲霉菌株及其应用，解决了现有技术中的问题。
[0007]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0008]一种黑曲霉（Aspergillus niger）菌株，命名为黑曲霉BAK221212，其保藏号为CGMCC No.40463。
[0009]培养上述黑曲霉（Aspergillus niger）菌株发酵得到发酵产物。
[0010]一种发酵产物的制备方法，包括：固体发酵步骤：将孢子培养基按1%～15%的重量比接入固体发酵培养基中，静置发酵培养，曲房相对湿度保持在85%~95%，料温控制在30℃～35℃，发酵周期2～4天，发酵结束得到发酵产物。
[0011]在一些实施例中，孢子培养基按5%～15%的重量比接入固体发酵培养基中。
[0012]在一些实施例中，所述固体发酵培养基按下述比例配制：小麦麸皮75～80%，玉米芯粉15～20%，硫酸铵1～2% ，硫酸镁1～3%，碳酸钙1～3%，磷酸氢二钾0.5～1%，磷酸氢二钠0.1～0.5%，含水量55～65%，pH自然。
[0013]在一些实施例中，还包括发酵产物的烘干及粉碎步骤：将上述发酵产物控温烘干，烘干至含水量5~15%停止；将烘干后的物料进行微粉碎，粉碎后粒径达到60~120目。
[0014]在一些实施例中，所述烘干的温度为45~55℃，烘干的时间为12~24 h。
[0015]上述粉碎后的发酵产物中阿魏酸酯酶酶活达到：25~30μmol/mL。
[0016]在一些实施例中，所述孢子培养基的制备方法如下：斜面培养：将黑曲霉（Aspergillus niger）BAK221212接种至改良察氏斜面培养基上，28℃～32℃培养5～7 d，等到黑曲霉孢子长满斜面即得到黑曲霉斜面；种子制备：无菌室中，将上述斜面上的孢子用无菌水清洗下来，接种至摇瓶中的小麦麸皮和玉米芯粉培养基上，于28℃～32℃，培养5～7 d，得到大量黑曲霉孢子；所述小麦麸皮和玉米芯粉培养基按下述重量比例配制（%）：小麦麸皮75～80%，玉米芯粉15～20%，硫酸铵0.5～2% ，硫酸镁1～3%，碳酸钙1～3%，磷酸氢二钾0.5～1%，磷酸氢二钠0.01～0.1%，含水量55～65%，pH自然。
[0017]一种饲料添加酶制剂，包括上述的黑曲霉BAK221212的发酵产物。
[0018]本专利技术相比于现有技术具有以下有益效果：（1）本专利技术采用菌种黑曲霉BAK221212，提高了其产阿魏酸酯酶量，且具有生长稳定、安全的特性。
[0019]（2）本专利技术产出的阿魏酸酯酶，其可以切断植物细胞壁中多糖与多糖、多糖与木质素之间相交连的酯键，有利于植物细胞壁中多糖的降解和木质素的释放，其和自身所产木聚糖酶之间具有很好的补充和配合作用，在植物纤维结构的降解中起到重要作用。
[0020]（3）本专利技术使用的菌种可以在营养贫瘠的培养基中繁殖，采用农业废弃物，成本较低，操作简便，对农业废弃物的二次利用也是践行对生态环境的保护。采用固态发酵工艺简单，对设备要求低，发酵周期短、能耗少、水的消耗量低、对环境污染小、单位产量大。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施方案或现有技术中的技术方案，下面将对实施方案或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1：反式阿魏酸标准曲线图。
[0023]图2：阿魏酸酯酶最适温度测定图。
[0024]图3：阿魏酸酯酶最适pH测定图。
[0025]图4：阿魏酸酯酶热稳定性测定图。
[0026]图5：阿魏酸酯酶pH稳定性测定图。
[0027]图6：阿魏酸酯酶胃蛋白本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种黑曲霉（Aspergillus niger）菌株，命名为黑曲霉BAK221212，其保藏号为CGMCC No.40463。2.培养所述黑曲霉（Aspergillus niger）菌株发酵得到发酵产物。3.如权利要求2所述的发酵产物的制备方法，包括：固体发酵步骤：将孢子培养基按1%～15%的重量比接入固体发酵培养基中，静置发酵培养，曲房相对湿度保持在85%~95%，料温控制在30℃～35℃，发酵周期2～4天，发酵结束得到发酵产物。4.根据权利要求3所述的发酵产物的制备方法，其特征在于，所述孢子培养基按5%～15%的重量比接入固体发酵培养基中。5.根据权利要求3所述的发酵产物的制备方法，其特征在于，所述固体发酵培养基按下述比例配制：小麦麸皮75～80%，玉米芯粉15～20%，硫酸铵1～2% ，硫酸镁1～3%，碳酸钙1～3%，磷酸氢二钾0.5～1%，磷酸氢二钠0.1～0.5%，含水量55～65%，pH自然。6.根据权利要求3所述的发酵产物的制备方法，其特征在于，还包括发酵产物的烘干及粉碎步骤：将所述发酵产物控温烘干，烘干至含水量5~15%停...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昌禄，张浩，吴勃，王云龙，何泰海，王天珍，张峥，
申请(专利权)人：杭州保安康生物技术有限公司山东保安康生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：