[發明專利]一種生產β-甘露聚糖酶的菌株及生產工藝

有效

• 申請號: 201010601999.7
• 申請日: 2010-12-23
• 公開（公告）號: CN102146354A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 胡向東;胡佳佳;胡偉卿
• 申請（專利權）人: 杭州貝姿生物技術有限公司
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N9/42;C12R1/125
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及生物工程技術領域，尤其涉及一種生產β-甘露聚糖酶的菌株及生產工藝。

背景技術

β-甘露聚糖酶(β-mannanase；endo-1，4-β-D-mannanmannohydrolase；EC3.2.1.78，簡稱甘露聚糖酶)是水解1，4-β-D-蚍喃甘露糖主鏈的內切水解酶，屬于半纖維素酶類，作用底物主要是半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖、半乳葡萄甘露聚糖以及甘露聚糖。

甘露聚糖酶廣泛存在于自然界中，在一些低等動物，如海洋軟體動物腸道分泌液中，某些豆類植物萌發的種子中，以及天南星科植物魔芋萌發的球莖中都發現了酶活性的存在。而對于微生物，更是產生甘露聚糖酶的主要來源。已報道的如細菌中的芽抱桿菌、假單胞菌、弧菌，真菌里的曲霉、木霉、酵母，放線菌中的鏈霉菌等都是產甘露聚糖酶的常見類群。

大量研究資料表明，除在個別微生物體內以結構酶形式存在外，甘露聚糖酶一般以胞外誘導酶的形式存在于生物體中。對于大部分產甘露聚糖酶的微生物，在培養基中添加少量的甘露聚糖或甘露寡糖，如魔芋粉、角豆膠或其水解物等，就能極大提高產酶水平。魔芋屬于天南星科，多年生草本植物，是由葡萄糖和甘露糖以2∶3摩爾分子比例相結合起來的多糖類物質。魔芋精粉中含有40-70％的葡甘聚糖，由于其來源廣泛價格便宜，是目前微生物發酵產酶生產中使用最為廣泛的碳源。

國內外對于甘露聚糖酶及其產生菌的研究開始于上世紀70年代末。Rihei?Takahashi等報道了通過平板透明圈篩選法從土壤中尋找甘露聚糖酶微生物的試驗方法。1988年Akino?T首次報道由嗜堿性微生物-嗜堿芽抱桿菌(Bacillus?alcalophilus)AM001來生產甘露聚糖酶，該酶有三個組分的胞外酶。楊文博等對產甘露聚糖酶的地衣芽抱桿菌的發酵條件進行了優化，結果表明以魔芋粉為碳源的發酵產酶效果最好。Charles?W等提出了一種新的培養基配方進行對產半纖維素酶的微生物篩選，并篩選到了有較高甘露聚糖酶產酶活性的菌株。Julio?Xandro?H等對木聚糖酶及甘露聚糖酶產生菌，環狀芽抱桿菌(Bacillus?circulans)BL53的固體培養條件進行了優化。柴萍萍等對產甘露聚糖酶的枯草芽抱桿菌的發酵條件進行優化，并最終得到SDS-PAGE電泳所確認的電泳純酶。

在甘露聚糖酶基礎研究取得重要成果的同時，它的應用研究也進入一個高潮，現已在食品、醫藥、造紙、紡織印染、石油開采及生物研究技術等多方面得到廣泛應用。

在造紙工業中，甘露聚糖酶和β-木聚糖酶等半纖維素酶類協同使用，處理紙漿，能明顯改善紙質；用于紡織印染方面，能有效地去除產品上粘附的多余染料，降低了能耗和對環境的污染。甘露聚糖酶是油井石油壓裂液的優良生物破膠劑，具有效率高、成本低、適用范圍廣、對地層傷害小等特點。此外，甘露聚糖酶作為一種工具酶類，在糖工程、糖結構分析、植物基因工程等生物基礎研究中有著重要的用途。甘露聚糖酶水解甘露多糖，獲得的甘露寡糖有很好的生物調節功能，能有效降低人體膽固醇水平，減輕便秘、降低血糖、促進腸道中雙歧桿菌的生長，是良好的食品添加劑，國外現已廣泛用于保健食品中。

植物是自然界主要的可再生有機資源，半纖維素占植物干重的35％，在自然界中僅次于纖維素。近年來，隨著甘露寡糖在飼料業中的需求越來越大，如何高效的獲得甘露寡糖日益受到科研工作者的關注，而甘露寡糖的制備與β-甘露聚糖酶的酶活及其作用條件有著密切的關系。

國內外研究主要集中于液體發酵產甘露聚糖酶，液體發酵方式生產成本高，限制了其在工業上的應用。如國內的屈野、馬建華、崔福綿等及國外的Mendoza，Khanongnuch等都是研究液體發酵條件下產甘露聚糖酶，產酶水平最高達336.3U/mL。國內僅有朱劼報道的黑曲霉產酸性甘露聚糖酶及鄔敏辰報道的宇佐美曲酶產飼用復合酶。其次，篩選出來的菌株所產甘露聚糖酶活低，且需要底物誘導發酵工藝復雜，成本高，產率低等。

發明內容

本發明提供了一種生產β-甘露聚糖酶的菌株，利用該菌株生產β-甘露聚糖酶生產工藝簡單，提取成本低廉。

一種用于生產β-甘露聚糖酶的菌株，命名為枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)Bacillus?subtilis-hzbzbc，保藏位于北京市朝陽區北辰西路1號院3號的中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC)，保藏編號為CGMCC?NO.4358，保藏日期為2010年11月22日。