[发明专利]一种由黑曲霉曲盘发酵生产木聚糖酶的方法及其所用培养基

说明书

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，涉及一种由黑曲霉曲盘发酵生产木聚糖酶的方法及其所用培养基，具体而言是指利用黑曲霉(Aspergillus niger)XZ-3S菌株曲盘发酵生产木聚糖酶的新工艺。

背景技术

木聚糖是一种杂合多聚分子，主链由多个吡喃木糖基通过木糖苷键相连。根据糖苷键的类型，木聚糖可分为两种，β-1，4-木聚糖和β-1，3-木聚糖。前者存在于陆生植物细胞壁中，它的主链是由β-1，4-糖苷键相连的β-D-吡喃木糖残基聚合而成；而后者存在于海洋藻类的细胞壁中，其主链由β-D-吡喃木糖残基通过β-1，3-糖苷键聚合而成。自然界中的木聚糖多为异聚多糖，侧链上连着多种不同大小的短取代基，主要有O-乙酰基、4-O-甲基-D-葡糖醛酸残基、L-阿拉伯糖残基(可进一步与香豆酸、阿魏酸等酚酸相连)等。这些侧链与植物细胞中其它几种结构性多糖(如木质素、纤维素、果胶、葡聚糖等)以共价或非共价键连接，组成植物细胞重要的结构-细胞壁。

木聚糖酶(Xylanases)是一类在木聚糖降解过程中起协同作用的多组分酶系，属于半纤维素酶类，通常指β-1，4-D-木聚糖内切酶(β-1，4-D-endoxylanase，EC3.2.1.8)，能从木聚糖主链的内部水解木糖苷键，将其降解成寡聚木糖、木二糖和少量木糖。木聚糖酶在食品、动物饲料、造纸等众多行业有着广阔的应用前景，研究木聚糖酶具有很好的商业价值和科学意义。

木聚糖酶在自然界分布很广，在海洋及陆地细菌、海洋藻类、真菌、酵母、瘤胃和反刍动物细菌、蜗牛、甲壳动物、陆地植物组织和各种无脊椎动物中都存在木聚糖酶。研究较多的是微生物产生的木聚糖酶，已报道能合成木聚糖酶的微生物有细菌、放线菌、真菌和酵母菌等。目前研究最为深入、应用最为广泛的是真菌中的曲霉、青霉和木霉，它们所产木聚糖酶多为酸性或中性酶。近年来，人们从一些极端环境中筛选到一些耐热菌或耐碱菌，其所产的耐热性或耐碱性木聚糖酶已引起人们的关注。同时，某些人工构建的木聚糖酶基因工程菌株，由于其产木聚糖酶活性高、酶系纯、酶学性质符合人们设定的应用要求，也已得到了广泛应用。

侯伯男等利用黑曲霉(Aspergillus niger)N86菌株，液态发酵产木聚糖酶，酶活力达139IU/mL；程显好等利用短小芽孢杆菌，固态发酵产木聚糖酶活性为4915IU/g干曲；符丹丹等利用宇佐美曲霉E001菌株，固态发酵产木聚糖酶活性为7442IU/g。邬敏辰等在发明专利《一种利用宇佐美曲霉产业化生产木聚糖酶的方法》，公开号CN101067129中报道了利用宇佐美曲霉产业化生产木聚糖酶的方法，木聚糖酶固态发酵酶活性为7783～9616IU/g干曲。

目前，无论是液体发酵法还是固态发酵法，微生物产木聚糖酶活性均较低，导致了木聚糖酶的生产和应用成本高，从而限制了该酶的广泛应用；且未见利用黑曲霉曲盘发酵生产木聚糖酶的文献或专利报道。本发明利用黑曲霉曲盘发酵生产木聚糖酶的酶活性高于目前国内水平。

发明内容

本发明的目的在于公开了一种由黑曲霉曲盘发酵生产木聚糖酶的方法。

本发明的第二个目的在于公开了由黑曲霉曲盘发酵生产木聚糖酶所使用的培养基。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种由黑曲霉曲盘发酵生产木聚糖酶的方法，其中，所述方法是以黑曲霉XZ-3S为原料，在曲盘发酵培养基上进行固态发酵，获得发酵曲料后对发酵曲料用缓冲液进行提取，获得木聚糖酶液；所述曲盘发酵培养基的组成为曲盘装100g基料，(NH₄)₂SO₄0.5～1.5g，蛋白胨0.5～1g，KH₂PO₄0.3～0.4g，CaCl₂0.2～0.3g，ZnCl₂0.1～0.2g，MgSO₄0.1～0.2g，Fe₂(SO₄)₃0.02～0.08g，吐温400.4～0.8g，自来水120～140mL，自然pH，其中基料的组成为麸皮50～80g，玉米芯10～40g，豆饼粉10～20g。