[發(fā)明專利]一種甘露聚糖酶的工業(yè)發(fā)酵方法

在審

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• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN108396017A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付振山;趙士輝;黃興義;王淑華
• 申請（專利權(quán)）人: 山東奧博生物科技有限公司
• 主分類號: C12N9/24
• 分類號: C12N9/24;C12R1/84
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務(wù)所 37224
• 代理人: 劉亞寧

本發(fā)明公開了一種甘露聚糖酶的工業(yè)發(fā)酵方法，所述方法包括：步驟1：一級發(fā)酵罐發(fā)酵；步驟2：二級發(fā)酵罐發(fā)酵；步驟3：高密度發(fā)酵；步驟4：補料發(fā)酵，饑餓；步驟5：誘導(dǎo)、混飼。本發(fā)明甘露聚糖酶的工業(yè)發(fā)酵方法，具有放罐酶活高、發(fā)酵效率高的特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)酵工程領(lǐng)域，具體地說，涉及一種甘露聚糖酶的工業(yè)發(fā)酵方法。

背景技術(shù)

植物細(xì)胞壁主要由纖維素、半纖維素及木質(zhì)素等物質(zhì)構(gòu)成。甘露聚糖酶，即β-甘露聚糖酶為一種多功能的促生長劑，可以促進類胰島素生長因子IGF-I的分泌，促進蛋白質(zhì)的合成，提高瘦肉率，促進生長。甘露聚糖是植物半纖維素的重要組分，是由β-1，4-D-甘露糖連接而成的線狀多聚體，在多糖的側(cè)鏈上主要有葡萄糖基、乙酰基和半乳糖基等取代基團。β-甘露聚糖酶(β-mannanase EC3.2.1.78)是一種水解甘露聚糖的內(nèi)切水解酶，以內(nèi)切方式降解甘露糖主鏈β-l,4糖苷鍵，釋放出短的β-1,4甘露寡糖。

近年來，隨著甘露寡糖生理功能的發(fā)現(xiàn)，綠色飼料的興起以及人們環(huán)保意識的增強，能源的再生利用研究，人們對β-甘露聚糖酶的研究和利用已進入了一個新的階段。β-甘露聚糖酶已被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、飼料、造紙、紡織印染、石油開采、精細(xì)化工及生物技術(shù)等諸多領(lǐng)域，是一種新型的工業(yè)酶，具有很大的潛在應(yīng)用價值。

β-甘露聚糖酶為一種多功能的促生長劑，可以促進類胰島素生長因子IGF-I的分泌，促進蛋白質(zhì)的合成，提高瘦肉率，促進生長，其主要作用有：1、消除飼料中甘露聚糖對葡萄糖吸收的干擾，極大提高豆粕的能量消化率，能給玉米豆粕型日糧提高100-150kcal/kg的代謝能。2、甘露聚糖分解產(chǎn)生的甘露寡糖，可被動物腸道中的有益菌吸收，改善菌群組成，減少大腸桿菌、沙門氏菌的感染。減少肉雞球蟲病的危害，提高肉雞均勻度。3、降低腸道粘度，促進能量、蛋白、纖維素的消化和吸收。

β-甘露聚糖酶廣泛存在于細(xì)菌、放線菌、真菌、植物、動物等生物中。細(xì)菌來源的甘露聚糖酶主要是酸偏中性的甘露聚糖酶。其分子量多在35kDa～55kDa之間，最適反應(yīng)作用溫度為50℃～70℃。目前研究最多的是芽孢桿菌，除嗜堿性芽孢桿菌的最適作用pH達到pH9.0以上，大多最適反應(yīng)pH在5.5～8.0之間。真菌的β-甘露聚糖酶一般呈酸性，分子量大約在45kDa～55kDa，最適作用pH為4.0～6.0，最適作用溫度為55℃～75℃。相對細(xì)菌而言，真菌來源的β-甘露聚糖酶最適反應(yīng)pH值、pH穩(wěn)定性都偏低，耐熱性比細(xì)菌差。目前國內(nèi)外，雖然許多β-甘露聚糖酶被克隆分離及性質(zhì)測定，但這些酶的性質(zhì)特征，均存在一些缺陷，例如，pH作用范圍不合適，熱穩(wěn)定性差，表達量低等，均不能滿足實際應(yīng)用的需要。因此人們希望能夠找到一種新的能夠滿足實際應(yīng)用需求的β-甘露聚糖酶，從而能夠進一步推廣該β-甘露聚糖酶在飼料、食品、醫(yī)藥等行業(yè)中應(yīng)用。

通過基因工程手段使甘露聚糖酶基因在重組菌株中高效表達是甘露聚糖酶得以大規(guī)模廉價生產(chǎn)的有效途徑。目前，甘露聚糖酶的生產(chǎn)主要依靠真菌、細(xì)菌的微生物發(fā)酵。傳統(tǒng)的甘露聚糖酶的工業(yè)發(fā)酵存在發(fā)酵工藝陳舊，成本高而效益低等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種甘露聚糖酶的工業(yè)發(fā)酵方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下。

一種甘露聚糖酶的工業(yè)發(fā)酵方法，其特征在于所述方法包括如下步驟。

步驟1：一級發(fā)酵罐發(fā)酵