[發明專利]一種耐受甘草藥渣的纖維素酶產生菌及應用于甘草藥渣產纖維素酶的方法

有效

• 申請號: 201710560473.0
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107502553B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 段金廒;曾飛;張森;郭盛
• 申請（專利權）人: 南京中醫藥大學
• 主分類號: C12N1/14
• 分類號: C12N1/14;C12N9/42;C12R1/80
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 吳頻梅

本發明涉及一種產纖維素酶的菌株及方法，特別涉及一種耐受甘草藥渣的草酸青霉菌及應用于甘草藥渣產纖維素酶的方法，屬于微生物技術領域。該菌株為草酸青霉菌(Penicillium Oxalicum G2)，命名為草酸青霉菌G2，保藏單位：中國典型培養物保藏中心，保藏號為CCTCC NO：M2017418。本發明還提供了草酸青霉菌G2利用甘草藥渣產纖維素酶的方法。本發明所提供的菌株，可有效處置甘草藥渣。以甘草藥渣為發酵原料，藥渣中部分小分子芳香化合物、糖苷類物質可有效誘導劑菌種分泌纖維素酶發酵周期大大縮短。產品纖維素酶性質穩定，具有廣泛的工業推廣前景。

技術領域

本發明屬于微生物領域，涉及一種產纖維素酶的菌株及方法，特別涉及一種 耐受甘草藥渣的草酸青霉菌及應用于甘草藥渣產纖維素酶的方法。

背景技術

纖維素酶(Cellulase)由葡聚糖內切酶(EG)、葡聚糖外切酶(CBH)和β-葡萄糖營酶(BG)三個主要成分組成，是降解纖維素生成葡萄糖的一組酶的總稱。纖維素酶 是一種多組分酶，不同微生物合成的纖維素酶，其組分也不盡相同，對纖維素的 降解能力也不盡相同。

纖維素酶在生物乙醇的生產過程中具有重要作用。但纖維素酶生產成本較 高，在一定程度上限制了生物能源行業的發展。纖維素酶的生產方法包括固體發 酵和液體發酵兩種方法。固體發酵浸泡后壓濾得到液體酶制劑，產品外觀粗糙， 成品質量不穩定，雜質含量高。而液體發酵是將秸桿粉碎進行滅菌處理，送發酵 釜內發酵，同時加入纖維素酶菌種，無菌氣流攪拌，發酵完的物料經壓濾機壓濾 藥渣、超濾濃縮藥渣、噴霧干燥藥渣、制得纖維素酶產品。具有培養條件容易控 制，不易染菌，生產效率高等特點。目前，工業上常采用液體發酵法生產纖維素 酶，其中原材料就占到了生產成本的40％-60％。

纖維素酶的生產原料有熬皮、秸稈粉、廢紙、玉米粉和無機鹽等。近十年來， 以秸稈為碳源產纖維素酶的發酵方法成為生產纖維素酶的主流工藝。然而，秸稈 產酶效率在近年的研究中已趨于極限，尋求更為高效、營養的碳源成為潛在的發 展方向。

近年來，中藥產業受到國內外各方面的重視。中藥制藥及煎煮業務得到快速 發展的同時產生了大量中藥藥渣。中藥藥渣含有一定量的活性成分和大量的粗纖 維、淀粉、粗脂肪、粗蛋白、氨基酸以及多種微量元素等，且資源豐富，可以變 廢為寶、循環利用。從目前利用中藥藥渣的情況來看，主要有以下幾條途徑：再 提取其他有效成分、用作飼料或飼料添加劑、生產有機肥料、處理廢水、用于栽 培食用菌、用于發酵生產食醋、蛋白飼料等。中國專利CN101732359利用廢棄中 藥渣催化熱解制取了生物油，中國專利CN102845599利用中藥渣制備了生物飼 料。以中藥藥渣為碳源的發酵產酶工藝鮮有報道，但卻具有巨大發展前景。中 國專利CN102864671提供了一種中藥渣發酵的處理方法，但偏重于對中藥渣的蒸 汽爆破預處理，不涉及具體的產酶發酵工藝。中國專利CN104357412提供了一種 基于中藥藥渣生產漆酶制劑的方法，這表明部分中藥藥渣具有優秀碳源潛質。

在工業生產中，每年僅甘草制劑及其提取物的消耗量就達近萬噸，因此產生 了大量的甘草藥渣。目前，對這些藥渣的處理還是以填埋和焚燒為主。甘草藥材 組分豐富，含有至少包括Cu、Mo、Ni、Hg、Se、As、Pb、Cr、Cd在內的多種 微量元素，以及多組分混合形式的酮類、酯類小分子化合物，相對秸稈而言碳源 形式豐富，而小分子碳源比大分子纖維素、淀粉等碳源更易被吸收。因甘草藥渣 的化學組分，普通商品化的微生物或酶制劑因為難以耐受甘草藥渣的碳源環境， 難以有效處理甘草藥渣，因此需要開發能夠高效處置甘草藥渣的功能性菌株或酶 制劑。我們在本發明中，提供了一種甘草藥渣耐受菌株，可以甘草中藥藥渣為碳 源制備纖維素酶，這有利于該工藝所產纖維素酶的廣泛應用，而上述利用此類甘 草藥渣耐受菌株，以甘草藥渣為碳源制備纖維素酶的工作目前未有報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種生產成本低廉、生產性能良好的纖維素酶的耐受甘 草藥渣的纖維素酶產生菌。發明的另一目的是提供應用上述菌株應用于甘草藥渣 產纖維素酶的方法。