[發(fā)明專利]一種米曲霉分泌木質(zhì)素制備過氧化物酶的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210169793.0
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN103451161A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張志才;陳鈞;任曉鋒;李佳少;黃達(dá)明
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: C12N9/08
• 分類號: C12N9/08;C12R1/69
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及生物工程領(lǐng)域，特指未經(jīng)高溫、高壓處理的秸稈培養(yǎng)基經(jīng)發(fā)酵制備木質(zhì)素過氧化物酶制品，該制品用水提取，提取液經(jīng)過分子截留，冷凍干燥獲得木質(zhì)素過氧化物酶的粗品。

背景技術(shù)

我國是農(nóng)業(yè)大國，每年農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量逾6億噸，除少量被用作紡織、造紙行業(yè)，但大部分以堆積、焚燒的形式傾入環(huán)境，既浪費(fèi)了資源也給環(huán)境造成了極大地危害。

秸稈含有植物光合作用所積累的一半以上的能量，富含粗糖、粗蛋白質(zhì)等有利于家畜家禽所需的成分，作為非競爭性的飼料資源，只要能夠進(jìn)行合理的加工調(diào)制，用來飼喂畜禽，特別是用來飼喂牛、羊等反芻家畜，有可能成為優(yōu)質(zhì)的飼料資源。同時(shí)，我國又是一個(gè)飼料(尤其是蛋白質(zhì)飼料)嚴(yán)重短缺的大國，每年需進(jìn)口大量的魚粉以彌補(bǔ)蛋白質(zhì)飼料的不足。所以能否將秸稈纖維轉(zhuǎn)化為動物可利用且營養(yǎng)價(jià)值高的蛋白質(zhì)飼料，以解決飼料需求的嚴(yán)重不足，就顯得尤為重要。

植物的秸稈主要有木質(zhì)素和纖維素構(gòu)成。木質(zhì)素是一類由苯酚和非苯酚結(jié)構(gòu)單元通過醚鍵和碳碳鍵等連接而成的具有芳香族特性的天然聚合物，其在組分種類和連接鍵類型方面的多樣性，意味著其結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性與不規(guī)則性，也決定了對木質(zhì)素進(jìn)行生物降解的復(fù)雜性和特殊性，且其在植物細(xì)胞壁中與半纖維素以共價(jià)鍵形式結(jié)合后，將纖維素分子包埋在其中，形成堅(jiān)固的天然屏障，使一般的微生物很難進(jìn)入其中分解纖維素，因此，木質(zhì)素的降解也是能否有效利用秸稈資源的關(guān)鍵因素。

目前降解秸稈的主要方法中有代表性的包括蒸汽汽爆預(yù)處理、硫酸預(yù)處理、氫氧化鈉預(yù)處理、氨水預(yù)處理和生物預(yù)處理等5種方法。蒸汽汽爆則是以高壓蒸汽滲入纖維內(nèi)部，以氣流的方式從封閉的空隙中釋放出來，纖維發(fā)生一定的機(jī)械斷裂，使原料中大部分半纖維素和少量木質(zhì)素、纖維素降解溶出，該方法成分較高，需要大型的設(shè)備，木質(zhì)素還需要處理；酸處理法是利用硫酸水解糖苷鍵、酯鍵等，使玉米秸稈纖維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)疏松，但是該方法耗用大量的有機(jī)酸或無機(jī)酸，木質(zhì)素仍需要進(jìn)一步處理，不適應(yīng)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。堿處理和氨水處理是利用木質(zhì)素溶于堿性溶液，與酸處理一樣同樣存在環(huán)境污染問題。這些方法普遍都存在反應(yīng)條件較難掌握、反應(yīng)溫度高、處理時(shí)間長、占用空間大、處理效果不理想,不能去除木質(zhì)纖維素等問題，近年來生物處理秸稈越來越受到人們的重視，生物降解木質(zhì)素的關(guān)鍵是微生物能夠分泌降解木質(zhì)素的酶：錳過氧化物酶、木質(zhì)素過氧化物酶和漆酶。

對于生物法生產(chǎn)木質(zhì)素過氧化物酶的專利、研究都較少。專利（申請?zhí)枺?00610109413）的目的在于克服目前白腐真菌降解木質(zhì)素的不足之處，而提供一種新型的降解木質(zhì)素的微生物菌劑以及利用上述菌劑降解木質(zhì)纖維素的方法。微生物菌劑是由假單胞菌、解淀粉芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌組成。米曲霉是被美國食品藥物管理局(FDA)和美國飼料公定協(xié)會(AAFCO)、?我國農(nóng)業(yè)部認(rèn)定的可以直接飼喂動物的飼料級微生物添加劑菌種，但是未見米曲霉分泌木質(zhì)素過氧化物酶的專利及其相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。

本發(fā)明人經(jīng)過深入的研究，摸索出一種以秸稈為主要原料，通過米曲霉菌體固態(tài)培養(yǎng)獲得木質(zhì)素過氧化物酶的方法。該方法不同于過去的方法之處在于所使用的菌種是被美國食品藥物管理局(FDA)和美國飼料公定協(xié)會(AAFCO)、?我國農(nóng)業(yè)部認(rèn)定的可以直接飼喂動物的飼料級微生物添加劑的米曲霉菌種，采用秸稈作為主要原料，通過固態(tài)發(fā)酵獲得含有木質(zhì)素過氧化物酶的發(fā)酵物制品，該制品可以經(jīng)過進(jìn)一步提取制得木質(zhì)素過氧化物酶粗品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明一個(gè)目的是提供了一種以米曲霉為菌種，以秸稈為原料進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵的方法，以及由該方法制備的米曲霉發(fā)酵物，該發(fā)酵物中含有木質(zhì)素過氧化物酶。

本發(fā)明一種米曲霉分泌木質(zhì)素制備過氧化物酶的方法，按照下述步驟進(jìn)行：以米曲霉為出發(fā)菌株，進(jìn)行試管擴(kuò)大培養(yǎng)、液體搖瓶培養(yǎng)、一級種子培養(yǎng)和固體發(fā)酵培養(yǎng)，得到含有木質(zhì)素過氧化物酶的米曲霉固體發(fā)酵物,然后進(jìn)行提取得到含有木質(zhì)素過氧化物酶粗品。

其中所述的菌種是任何一種米曲霉菌種，如中國普通微生物菌種保藏管理中心（CCGMC）、中國農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心(ACCC)、中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心?(CICC)、中國醫(yī)學(xué)微生物菌種保藏管理中心(CMCC)、國家獸醫(yī)微生物菌種保藏中心?(CVCC)和抗生素菌種保藏管理中心等等保藏的菌種。

其中所述的含有木質(zhì)素的農(nóng)作物秸稈原料是任意一種秸稈，如玉米秸稈、稻草秸稈、麥秸稈、高粱秸稈、大豆秸稈、棉花秸稈等等所有含有木質(zhì)素的農(nóng)作物秸稈，秸稈首先經(jīng)過粉碎，過20～100目的篩。