[發(fā)明專利]一種纖維素酶的發(fā)酵方法

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• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111304183A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 林元山;向麗蓉;陳流軍;劉其酉
• 申請（專利權）人: 湖南農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: C12N9/42
• 分類號: C12N9/42;C12N1/14;C12R1/885;C12R1/80;C12R1/66
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本發(fā)明公開了一種纖維素酶的發(fā)酵方法。所述方法是以真菌纖維素酶產(chǎn)生菌為菌種，經(jīng)菌種制備后進行固體或液體發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶，在進行固體或液體發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶時添加銨鹽。本發(fā)明提供了一種新的纖維素酶的發(fā)酵方法，是秸稈資源化、無害化利用的環(huán)保型技術。

技術領域

本發(fā)明屬于微生物技術領域，具體涉及一種纖維素酶的發(fā)酵方法。

背景技術

纖維素(cellulose)是葡萄糖分子通過β-1,4-糖苷鍵連接而形成的葡聚糖，通常含數(shù)千個葡萄糖單位，是地球上最豐富的有機物質，也是植物細胞壁的主要成分；纖維素是自然界中分布最廣、含量最多的一種多糖，植物界中碳素的一半以上存在于纖維素中；植物通過光合作用，生產(chǎn)地球上最豐富、最廉價的纖維素資源，全世界每年植物體生成量高達1,500－2,000億噸干物質，其中纖維素及半纖維素的總量為850億噸，占植物界碳含量的50％以上。

纖維素酶(cellulase)是降解纖維素生成葡萄糖的一組酶的總稱，不是單一酶，而是起協(xié)同作用的多組分酶系；包括：葡聚糖內(nèi)切酶(1,4-β-D-glucan glucanohydrolase)，這類酶一般作用于纖維素內(nèi)部的非結晶區(qū)，隨機水解β-1,4-糖苷鍵，將長鏈纖維素分子截短，產(chǎn)生大量帶非還原性末端的小分子纖維素；葡聚糖外切酶(1,4-β-D-glucancellobiohydrolase)，這類酶作用于纖維素線狀分子末端，水解β-1,4-糖苷鍵，每次切下一個纖維二糖分子，故又稱為纖維二糖水解酶(cellobiohydrolase)；β-葡聚糖苷酶(β-glucosidase)，這類酶一般將纖維二糖水解成葡萄糖分子。

纖維素酶的來源非常廣泛，昆蟲、軟體動物、原生動物、細菌、放線菌和真菌等都能產(chǎn)生纖維素酶；但對纖維素作用較強的菌株多是木霉屬(Trichoderma)、曲霉屬(Aspergillus)、青霉屬(Penicillium)、Pellienlalia屬和枝頂孢霉屬(Acremonium)的菌株，特別是綠色木霉(T.virde)及其近緣的菌株。

纖維素酶是一組誘導酶，受環(huán)境中誘導物，菌體自身的基因、啟動子、阻遏子多因素調控。

碳信號研究表明乳糖、纖維二糖等誘導里氏木霉表達纖維素酶，能夠正調控纖維素酶基因表達；以纖維素為碳源只能夠增強里氏木霉的纖維素酶表達，但以乳糖為碳源時，光卻能夠抑制纖維素酶表達；BLR1和BLR2是里氏木霉中藍光受體蛋白；在光照條件下，BLR1和BLR2對纖維素酶基因轉錄起正調控作用。

很多蛋白能夠結合到纖維素酶和半纖維素酶基因的啟動子區(qū)，激活或者抑制相關基因表達；Xyrl、Ace2、Hap2/3/5、Acel和Crel是較早發(fā)現(xiàn)的能夠調控纖維素酶表達的轉錄因子。Ace2在調控xyn2基因中起作用：抑制xyn2早期誘導；增強xyn2后期持續(xù)表達。

真核生物G蛋白組成物Gα部分參與纖維素酶基因表達，gna1和gna3雙缺失菌株中纖維素酶轉錄在一定的情況下受抑制；在槐糖誘導時，在培養(yǎng)基中添加cAMP，葡聚糖內(nèi)切酶分泌量提高近一倍，cAMP對里氏木霉纖維素酶基因表達調控是通過碳源依賴性的方式實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種纖維素酶的發(fā)酵方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供的技術方案為：

所述纖維素酶的發(fā)酵方法是以真菌纖維素酶產(chǎn)生菌為菌種，經(jīng)菌種制備后進行固體或液體發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶，在進行固體或液體發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶時添加銨鹽。實驗結果表明，纖維素酶發(fā)酵水平提高200％以上。

優(yōu)選地，所述銨鹽為無機銨鹽。

優(yōu)選地，所述無機銨鹽包括硫酸銨、硫酸氫銨、氯化銨、硝酸銨、碳酸銨、碳酸氫銨中的至少一種。