[發(fā)明專利]一株產(chǎn)纖維素酶菌株及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410573432.1
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104312928B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳樹林;張粲;宗志友;賈文娣;赫榮琳;武改紅;李晨;張東遠(yuǎn)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所
• 主分類號: C12N1/14
• 分類號: C12N1/14;C12N15/01;C12N9/42;C12R1/80
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11369
• 代理人: 史霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明微生物學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一株產(chǎn)纖維素酶菌株及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

人類進(jìn)入21世紀(jì)以來，在能源、資源、環(huán)境等方面面臨著越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。纖維素是地球上最大的可再生性有機資源，利用這些廉價的、可再生的植物纖維素原料來生產(chǎn)生物基產(chǎn)品以及生物質(zhì)能，對人類的可持續(xù)發(fā)展是非常有利的。纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分，是自然界中分布最廣、含量最多的一種多糖，占植物界碳含量的50％以上。在我國，每年有數(shù)億噸的農(nóng)作物秸稈被焚燒掉，既污染了環(huán)境又浪費了資源。目前纖維素糖化的方法主要有酸解法和酶解法，但酸解法有耗能大、對設(shè)備損耗大、污染大等缺點，因此酶解法將是纖維素酶糖化的主要趨勢。但由于纖維素酶的生產(chǎn)成本過高，導(dǎo)致木質(zhì)纖維素降解成本過高，使得無法真正實現(xiàn)工業(yè)化。因此，為了提高酶水解效率，降低工業(yè)生產(chǎn)中纖維素酶的成本，世界各國科學(xué)家圍繞纖維素酶展開了廣泛的研究，包括菌株的篩選、發(fā)酵工藝的優(yōu)化等等。

纖維素酶是使纖維素降解生成葡萄糖的一組酶的總稱，主要包括內(nèi)切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶。纖維素酶的三個組分經(jīng)過協(xié)同作用，將大分子的纖維素降解為低分子量的寡糖、雙糖或多糖。纖維素酶廣泛的應(yīng)用于食品加工業(yè)、釀造業(yè)、造紙工業(yè)、飼料添加劑、紡織工業(yè)、醫(yī)藥領(lǐng)域、植物細(xì)胞融合等方面。

目前，纖維素酶的生產(chǎn)方法一般是固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵。固態(tài)發(fā)酵成本低，但易污染雜菌，不易提取，難以進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。而液態(tài)發(fā)酵，屬于密閉式發(fā)酵，發(fā)酵過程中不易污染，且發(fā)酵條件以控制，后期分離提取 酶液簡便，因此便于大規(guī)模生產(chǎn)。生產(chǎn)高活性的纖維素酶除具有優(yōu)良的發(fā)酵工藝路線，包括培養(yǎng)基、發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度等，最關(guān)鍵的因素是選育高產(chǎn)菌株。

纖維素酶的產(chǎn)生菌包括細(xì)菌、真菌、酵母菌等，但目前主要用于纖維素酶生產(chǎn)的菌種主要為絲狀真菌。絲狀真菌產(chǎn)生的纖維素酶酶系較全，且其產(chǎn)生的酶多為胞外酶，便于后期的分離提取。目前研究較多的菌包括木霉、曲霉等，例如里氏木霉、黑曲霉，尤以木霉屬最為受關(guān)注，而對青霉屬的報道較少。本發(fā)明所表述的即為一株高產(chǎn)纖維素酶的青霉屬菌株。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一株產(chǎn)纖維素酶菌株。本發(fā)明是利用誘變方法對出發(fā)菌株進(jìn)行誘變篩選出更高產(chǎn)的纖維素酶菌株，并且所述纖維素酶的酶活力得到了很大提高。本發(fā)明對儀器設(shè)備要求低，操作簡單，很大程度上降低了用酶成本。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：

一株產(chǎn)纖維素酶的菌株，其特征在于，所述菌株在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心的保藏號為：CGMCC No.8339，分類命名為：檜狀青霉Penicillium piceum，保藏單位地址為：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，保藏日期為：2013年10月15日。

本發(fā)明的檜狀青霉Penicillium piceum的形態(tài)學(xué)特征為：

本發(fā)明的檜狀青霉H16的形態(tài)學(xué)特征為：菌株H16在PDA培養(yǎng)基上30℃恒溫培養(yǎng)2d即可看到清晰的白色菌落，菌落開展，絨狀，4～5d時表層著生一層墨綠色分生孢子粉，菌株生長后期背面觀察呈黃色。孢子的顏色較出發(fā)菌株P(guān)enillium piceum9-3相比要深，出發(fā)菌株為黃綠色，H16的孢子為墨綠色。

所述青霉菌株H16是將菌株P(guān)enillium piceum9-3經(jīng)誘變方法處理后篩選 得到的。

所述誘變篩選方法包括以下步驟：

1)在所述菌株P(guān)enillium piceum9-3的孢子懸液中添加硫酸二乙酯，所述硫酸二乙酯添加量為使所述孢子懸液中硫酸二乙酯的質(zhì)量百分比濃度為1％，之后在10～30℃，50～150rpm震蕩反應(yīng)10～120min，獲得所述孢子懸液的誘變處理液，備用；

2)以所述反應(yīng)時間為準(zhǔn)，每間隔10min按體積比為1∶9取出誘變處理液與濃度為25％的硫代硫酸鈉溶液進(jìn)行混合，獲得誘變終止液并根據(jù)時間順序編號；

3)將編號的所述誘變終止液按順序分別涂布PDA平板，25～33℃培養(yǎng)直至長出單菌落；

4)將所述單菌落通過對比在剛果紅平板上透明圈與菌落直徑之比的大小和發(fā)酵培養(yǎng)測定粗酶液酶活力的方法篩選得到所述青霉菌株H16。

所述步驟1)所述反應(yīng)時間為60min。

所述青霉菌株H16應(yīng)用于生產(chǎn)纖維素酶。