[發(fā)明專利]一株青霉菌及其用于催化水解木質(zhì)纖維素的用途

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910247272.0
• 申請(qǐng)日: 2009-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN101717728A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郁惠蕾;石乾乾;李春秀;許建和
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N1/14
• 分類號(hào): C12N1/14;C12P19/02;C12R1/80
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 鄔震中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物催化領(lǐng)域，涉及一株青霉菌及利用該菌株發(fā)酵所生產(chǎn)的纖維素酶和木聚 糖酶催化水解木質(zhì)纖維素的方法。

技術(shù)背景

隨著全球石油儲(chǔ)備的日益枯竭，液體燃料短缺將嚴(yán)重制約人類的發(fā)展，尋找可再生性的 替代資源已成為維持人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的緊迫任務(wù)。大力開發(fā)新的可再生資源，也是中國 在21世紀(jì)保持可持續(xù)發(fā)展的前提條件。用地球上最豐富的可再生資源——植物纖維素作為原 料生產(chǎn)生物能源和生物基化學(xué)品已受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，并被認(rèn)為是21世紀(jì)應(yīng)對(duì)化石資源 枯竭的最佳途徑之一。纖維素是由β-1，4-糖苷鍵連接而成的線性高分子聚合物，將其降解成 為單糖是進(jìn)而發(fā)酵制取乙醇等生物基化學(xué)品的關(guān)鍵，這一步需要由纖維素酶來完成，因此生 產(chǎn)高效率的纖維素酶成為生物乙醇通路中的一個(gè)關(guān)鍵步驟。半纖維素的主要成分是木聚糖， 而木聚糖酶能水解木聚糖骨架結(jié)構(gòu)中的β-1，4-糖苷鍵，生成木聚糖低聚物，并由β-木糖苷酶 進(jìn)一步水解成木糖單元，因此對(duì)木聚糖酶的研究也具有非常關(guān)鍵的作用。

目前用于生產(chǎn)纖維素酶的微生物大多屬于真菌，因其產(chǎn)生的纖維素酶多為胞外酶，分離 提取的工藝也相對(duì)簡單。研究較多的有木霉屬(Trichodema?sp.)、曲霉屬(Aspergillus?sp.)、青霉 屬(Penicillium?sp.)和枝頂孢霉屬(Acremonium?sp.)的菌株。其中以木霉屬的產(chǎn)量居高，里氏木 霉(Trichoderma?reesei)、康氏木霉(Trichoderma?koningi)和綠色木霉(Trichoderma?viride)等都是 木霉屬中酶活性較高的菌種，特別是綠色木霉(Trichoderma?viride)及其近緣的菌株。產(chǎn)木聚糖 酶活力高的微生物也大多是真菌，如木霉屬(Trichoderma?sp.)、鐮胞菌屬(Fusarium?sp.)、嗜熱 子囊菌屬(Thermoascus?sp.)、曲霉屬(Aspergillus?sp.)。而能同時(shí)高產(chǎn)纖維素酶和木聚糖酶的青 霉菌(Penicillium?sp.)的報(bào)道相對(duì)較少，且一般活力都低于木霉屬(Trichodema?sp.)所產(chǎn)的酶。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一株青霉菌；

本發(fā)明的目的還提供上述一株青霉菌的用途，采用該菌株液體發(fā)酵所生產(chǎn)的高活力纖維 素酶和木聚糖酶的粗酶液，并利用該菌株液體發(fā)酵所生產(chǎn)的纖維素酶和木聚糖酶的粗酶液催 化水解木質(zhì)纖維素。

本發(fā)明的青霉菌Penicillium?sp.ECU0913是一種屬于青霉菌屬的菌株，是發(fā)明人從上海、 浙江、江蘇、山東、山西等地區(qū)的100多份土壤樣品中，經(jīng)過初篩、復(fù)篩及分離純化得到的 能同時(shí)高產(chǎn)纖維素酶和木聚糖酶的菌株，該菌株已于2009年10月28日保藏在中國微生物菌 種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心(CGMCC)，保藏號(hào)為CGMCC?No.3371。

所述的保藏號(hào)為CGMCC?No.3371的青霉菌Penicillium?sp.ECU0913具有如下的微生物 學(xué)特征：

1、形態(tài)大小

分生孢子為橢圓形，光滑，直徑3～4μm；

2、適宜生長環(huán)境

適宜的生長溫度為25～35℃，可以在pH?5.0～9.0環(huán)境中生存；

3、平板培養(yǎng)菌落特性

在30℃改良PDA平板上培養(yǎng)7天形成直徑30～40mm的菌落，中間28～38mm呈暗綠色， 邊緣約2～3mm呈白色、絮狀，結(jié)構(gòu)較疏松，反面由無色變黃色，無滲出液。

根據(jù)《真菌鑒定手冊(cè)》提供的鑒定方法和上述的微生物學(xué)特征，并經(jīng)ITS序列分析鑒定， 確認(rèn)該菌株為青霉菌屬(Penicillium?sp.)，標(biāo)號(hào)為Penicillium?sp.ECU0913。

本發(fā)明的青霉菌Penicillium?sp.ECU0913可以用于纖維素酶和木聚糖酶的生產(chǎn)及應(yīng)用， 具體步驟如下：

(1)菌種的準(zhǔn)備

將青霉菌Penicillium?sp.ECU0913在滅過菌(121℃，20～40min)的PDA平板上劃線，于 25～30℃靜置培養(yǎng)約2天后挑取單菌落，作為種子進(jìn)行斜面培養(yǎng)(培養(yǎng)條件同上)，5～10天后保 存于4℃冰箱中備用。

(2)菌株的培養(yǎng)