[發明專利]一種促進褐色喜熱裂孢菌降解農業廢棄物的方法

在審

• 申請號: 201911335887.9
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN110938550A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 王祿山;史澤露;張麗麗;陳冠軍;高培基
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C12N1/14
• 分類號: C12N1/14;C12N1/22;C12N9/24;C12N9/42;C12R1/645
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

本發明提供了一種促進褐色喜熱裂孢菌對含有木聚糖的底物進行利用的方法，所述褐色喜熱裂孢菌產生木聚糖酶從而分解木聚糖產生木寡糖和木糖，所述方法包括控制反應體系中木寡糖的含量的步驟。另一方面，本發明還提供了一種提高褐色喜熱裂孢菌對含有木聚糖的底物的利用效率的方法，所述方法包括利用含有木聚糖的底物對褐色喜熱裂孢菌進行培養的步驟，所述褐色喜熱裂孢菌可以產生木聚糖酶和纖維素酶，所述方法還包括在所述培養過程中加入疏棉狀嗜熱絲孢菌的步驟。

技術領域

本發明涉及微生物技術領域，具體涉及一種促進褐色喜熱裂孢菌生長的方法，尤其涉及一種促進褐色喜熱裂孢菌降解木質纖維素以及促進褐色喜熱裂孢菌對農業廢棄物利用的方法。

背景技術

木質纖維素生物質是地球上主要的光合作用固定的碳，已經證明高效的木質纖維素降解是維持全球碳循環和生物工業發展的關鍵。小麥、玉米、水稻等作為主要的糧食作物，每年大概會產生約22億噸以上的農業廢棄物，這些農業廢棄物的合理利用既能減少焚燒等帶來的污染，又能變廢為寶，作為可再生能源物質。因此，生物降解農業廢棄物生物質是一種綠色有潛力的農業廢棄物處理方式。

木質纖維素的降解首先需要半纖維素酶來降解木聚糖等半纖維素，然后需要纖維素酶來降解暴露出的纖維素。木質纖維素降解微生物分泌的酶在木質纖維素的降解過程中起著重要的作用。許多微生物已被證明是優秀的木質纖維素降解酶的生產者，如里氏木霉和草酸青霉在工業生產中表現出高效的木質纖維素降解能力，煙曲霉可在玉米秸稈/麥麩(CSWB)培養基上分泌241種木質纖維素降解酶。然而，在工業中，微生物和酶常常面臨嚴峻的條件，如高溫和極端的pH。嗜熱微生物和耐熱酶在工業生產中表現出明顯的優勢，例如，加速木質纖維素的分解和降低污染風險。雖然許多性能優良的耐熱酶已經被克隆，但是單酶不可能完成木質纖維素的降解，而一系列酶的異源表達亦會增加成本。因此，尋找和研究能共同降解木質纖維素的微生物群體成為一個熱點。

在本發明中，我們研究了疏棉狀嗜熱絲孢菌和褐色喜熱裂孢菌分別單獨培養和共培養時的分泌組和底物利用的差異，目的是構建有效的微生物菌劑和酶制劑，為木質纖維素生物質的開發利用提供新的思路。

發明內容

一方面，本發明提供了一種促進褐色喜熱裂孢菌對含有木聚糖的底物進行利用的方法，所述褐色喜熱裂孢菌產生木聚糖酶從而分解木聚糖產生木寡糖和木糖，其特征在于，所述方法包括控制反應體系中木寡糖的重量體積(質量/體積)含量不高于0.7％；優選的，不高于0.6％，更優選，不高于0.5％、0.4％、0.3％、0.2％、0.1％。

本發明中，所述木寡糖包括木二糖、木三糖、木四糖、木五糖。

進一步的，所述方法還包括控制反應體系中木糖的重量體積(質量/體積)含量不高于0.7％；優選的，不高于0.6％，更優選，不高于0.5％、0.4％、0.3％、0.2％、0.1％。

上述含有木聚糖的底物可以是溶液相的底物，也可以是固體相的底物。上述褐色喜熱裂孢菌在對所述底物進行利用時，褐色喜熱裂孢菌產生木聚糖酶從而分解木聚糖產生木寡糖和木糖，基于此，形成了反應體系。

上述反應體系中木寡糖或木糖的含量，包含了由褐色喜熱裂孢菌分解木聚糖產生的木寡糖和木糖，也包含了底物中本身所含有的木寡糖和木糖。

在一個實施方式中，所述促進褐色喜熱裂孢菌對含有木聚糖的底物進行利用體現在提高褐色喜熱裂孢菌的生物量或者提高褐色喜熱裂孢菌對所述底物的降解程度。

在一個實施方式中，所述控制木聚糖或木糖的含量的方法包括從反應體系中移出木聚糖或木糖的步驟；在其他的實施方式中，所述控制木聚糖或木糖的含量的方法包括引入能夠利用木聚糖或木糖的微生物或酶的步驟；優選的，所述能夠利用木聚糖或木糖的微生物包括疏棉狀嗜熱絲孢菌。