[發(fā)明專利]一種高效降解纖維素的微生物菌劑及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810940719.1
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109161482A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳光;趙文萱;孫旸;王剛;陳歡
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C12N1/14
• 分類號: C12N1/14;C12R1/685
• 代理公司: 重慶晶智匯知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50229
• 代理人: 李靖

本發(fā)明提供了一種高效降解纖維素的微生物菌劑，該菌劑活性成分包括產(chǎn)β?葡萄糖苷酶的黑曲霉突變株，保藏編號是CCTCC NO:M 2018150，其可產(chǎn)β?葡萄糖苷酶酶活性約為140.023IU/mL。本發(fā)明所提供的微生物菌劑在發(fā)酵生長過程中，可以產(chǎn)生大量草酸和檸檬酸等多種有機(jī)酸和植酸酶，從而使有機(jī)磷和無機(jī)磷得以吸收利用，將本發(fā)明的菌劑作物生物有機(jī)肥的成分時可以增加土壤的肥力提高作物產(chǎn)量。同時，本發(fā)明微生物菌劑中包含的黑曲霉突變菌株與目前關(guān)于纖維素酶生產(chǎn)菌株所用的絕大部分纖維素酶系齊全且酶活力較高的木霉如綠色木霉和里氏木霉等菌株相比更安全無毒。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微生物領(lǐng)域，具體涉及一種高效降解纖維素的微生物菌劑及制備方法。

背景技術(shù)

中國是一個農(nóng)業(yè)大國,各類秸稈資源非常豐富，年產(chǎn)量近八億噸，秸稈是一種具有非常大的利用空間的資源。但大部分秸稈資源并未合理的開發(fā)利用，絕大多數(shù)被棄置田間或被焚燒,造成資源的浪費(fèi)和環(huán)境的嚴(yán)重污染。

隨著人口的迅猛增長和人民生活水平的不斷提高，能源危機(jī)、食物短缺、環(huán)境污染等社會問題日益嚴(yán)重。尋找并開發(fā)新的能源、節(jié)省糧食、減少環(huán)境污染越來越重要，因此加強(qiáng)秸稈的綜合利用是必不可少的環(huán)節(jié)。

秸稈還田被認(rèn)為是一種有效的農(nóng)田培肥措施,也是秸稈資源利用經(jīng)濟(jì)且可持續(xù)的方式。玉米秸稈的主要成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，少量蛋白質(zhì)和灰分。

纖維素作為植物光合作用的主要多糖類產(chǎn)物，是地球上最為豐富的可再生資源。從可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，纖維素被徹底降解而不會對環(huán)境造成污染的一條有效途徑便是利用纖維素酶的水解作用，它可使大量纖維素資源和城市纖維素廢料轉(zhuǎn)變成人類所需的物質(zhì)，具有積極的深遠(yuǎn)意義。到目前為止，纖維素酶已廣泛應(yīng)用于工、農(nóng)、畜、醫(yī)等領(lǐng)域中，并取得了初步成效。我國對纖維素酶的研究雖然有幾十年的歷史，但由于纖維素酶的酶系組成相當(dāng)復(fù)雜，活性不高，生產(chǎn)成本過高而導(dǎo)致其應(yīng)用仍受到限制。因此選育高活性的纖維素酶是我國酶制劑研究的一項(xiàng)重要任務(wù)。

由于纖維素酶水解纖維素會產(chǎn)生大量的纖維二糖和寡糖的積累，纖維二糖是纖維素酶系中其他酶的抑制劑，從而整個纖維素的水解過程受到抑制，故β-萄葡萄糖苷酶水解纖維二糖從而釋放出葡萄糖成為關(guān)鍵的一步。而目前β-葡萄糖苷酶表達(dá)量低是在纖維素酶降解纖維素糖化過程中的瓶頸，因此提高β-葡萄糖苷酶表達(dá)量及產(chǎn)酶速率是促進(jìn)秸稈降解的有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高效降解纖維素的微生物菌劑，其活性成分包括高產(chǎn)β-葡萄糖苷酶的黑曲霉突變株以及增加產(chǎn)酶活性的培養(yǎng)基。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種高效降解纖維素的微生物菌劑，其特征在于，所述微生物菌劑中含高產(chǎn)β-葡萄糖苷酶的黑曲霉突變菌株（Aspergillusniger），所述黑曲霉突變菌株已于2018年3月23日在中國典型培養(yǎng)物保藏中心保藏，保藏單位地址是中國湖北武漢市武昌區(qū)珞珈山街16號武漢大學(xué)，保藏編號是CCTCC NO:M 2018150。

上述微生物菌劑還包含：添加量為14.94g/L的葡萄糖，添加量為14.82g/L的蛋白胨，添加量為1g/L的Mn²⁺；其初始pH值為4.98。

本發(fā)明微生物菌劑中含有的黑曲霉突變菌株是經(jīng)過采集土壤的菌株→培養(yǎng)基初篩選菌株→酶活力測定復(fù)篩菌株→ARTP誘變菌株→發(fā)酵條件優(yōu)化培養(yǎng)等步驟，得到的株，并提供最優(yōu)的發(fā)酵條件，發(fā)酵培養(yǎng)基成份的最優(yōu)配比使得該黑曲霉突變菌株活性進(jìn)一步提高。

本發(fā)明獲得的有益效果：