[发明专利]利用灰平链霉菌StreptomycesgriseoplanusS501固态发酵生产外切菊粉酶的方法

说明书

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体涉及一种利用灰平链霉菌Streptomyces griseoplanus S501固态发酵生产外切菊粉酶的方法。

背景技术

菊粉是一种天然的果聚糖，由D-呋喃果糖以β-2,1糖苷键相连，其还原端连接一个葡萄糖基，呈直链结构。富含菊粉的植物主要有菊芋、菊苣等，菊粉以其具有的益生元等独特功能而近年来备受食品行业的关注，应用前景十分广阔。菊粉酶是能够水解β-2,1-D-果聚糖果糖苷键的一类水解酶，按作用的方式主要分为内切酶和外切酶。外切型菊粉酶水解菊粉可生产高纯度果糖，内切型菊粉酶则可水解菊粉生产低聚果糖，这两种物质均可分别作为食品添加剂，也可进一步发酵生产酒精、有机酸等产品^[1]。菊粉酶的来源广泛，自然界中的许多微生物都可以产生菊粉酶^[2-^3]。

目前，菊粉酶传统的生产方法一般采用微生物液态发酵。近年来，多有文献报道采用固态发酵法生产菊粉酶^[4-7]。在酶生产方面，固态发酵相比于液态发酵有很多的优势，如产酶活性高、技术简单、成本低、能耗低、产废水少以及更高的产品回收率等。因此，固态发酵更适合工业化生产，而且通过固态发酵制得的粗酶可以直接用于生物合成和生物转换酶的来源。但是大多数的研究均以含菊粉植物菊芋、菊苣等作为碳源对菌株进行产菊粉酶的诱导，导致使用菊粉生产酶的成本较高，不适合工业生产，如果可以寻找一种价廉易得的碳源来得到酶活高的菊粉酶，则可以满足工业生产的需求。

食品加工厂在生产过程中会产生大量的大蒜皮，这些大蒜皮在日常中使用率极低，通常作为垃圾处理，全国每年废弃处理的大蒜皮达到20万吨，造成了大量的浪费，同时也对环境造成了污染。

发明人自行申请的申请号为201310691141.8；申请日为：2013 年12月13日；申请人为：大连民族学院；发明名称为：一株产内切菊粉酶的灰平链霉菌S501及其培养方法和应用的发明专利，涉及一株从自然界中分离出的微生物灰平链霉菌Streptomyces griseoplanus S501，所述的灰平链霉菌Streptomyces griseoplanus S501，已于2013年9月13日提交保藏。

在上述专利申请中提及利用该微生物采用液态发酵法产内切菊粉酶，其产酶活力可达121.62U/ml。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用灰平链霉菌Streptomyces griseoplanus(以下称S.griseoplanus)S501固态发酵生产外切菊粉酶的方法。

本发明是发明人在自行申请的申请号为201310691141.8的发明专利的基础上进一步研究。发明人在实践中发现，液态发酵方法耗时、耗力，而且由于采用菊粉作为碳源，成本高，不适合工业化生产，故而发明人试图改用固态发酵的方法生产内切菊粉酶，但是实验中意外的发现采用发明人实验中的一种方法最终产物不是内切菊粉酶，而是外切菊粉酶，而且外切菊粉酶酶活大幅度提高，达到了出乎预料的技术效果，具有显著的进步。外切菊粉酶水解产物为高纯度果糖，是比蔗糖更为优秀的甜味剂、功能性食品原料和添加剂，而传统方法生产的外切菊粉酶，酶活低、成本高，且工艺方法复杂，本发明恰恰克服了上述缺陷，提供了一种工艺简单、酶活高、成本低的生产外切菊粉酶的方法。

本发明的技术方案如下：利用灰平链霉菌Streptomyces griseoplanus S501固态发酵生产外切菊粉酶的方法，该固态发酵方法包括以下步骤：将菌株S501冻干粉以无菌水配成菌悬液，用无菌签子蘸取适量于选择培养基上，在28℃下培养3-5d，将孢子刮下，置于无菌水中稀释至孢子菌悬液浓度为10⁶cfu/mL，孢子菌悬液按8.0～12.0％(v/w)的接种量接入固态发酵培养基中，所述的接种量是指 孢子菌悬液体积(ml)与固态发酵培养基的质量(g)的比例；于28℃静止培养3-6d；待发酵结束后，以干重计，每克固态发酵培养基基质加入5mL去离子水，振荡提取1h，用纱布过滤，将滤液于4℃，转速8000rpm/min离心20min得到含外切菊粉酶的上清液，将上清液按常规冷冻干燥法制得外切菊粉酶；