[发明专利]一种新型β-葡聚糖酶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋微生物和酶制剂领域，具体涉及一种新型β-葡聚糖酶及其 制备方法。

背景技术

β-葡聚糖酶是一类能降解谷物中β-葡聚糖的水解酶，可应用于啤酒生产中。 大麦胚乳细胞壁的主要成分是β-葡聚糖，该酶能降解β-葡聚糖分子中的β-1，3 和β-1，4糖苷链，使之降解为小分子，失去亲水性，降低粘性，从而疏松大麦 胚乳细胞壁，提高大麦利用率，使麦芽汁粘度降低，大大缩短麦芽汁和啤酒的 过滤时间，增加啤酒产量，改善啤酒的质量。在以大麦、小麦、黑麦、燕麦等 谷物为畜禽的饲料中含有大量的β-葡聚糖，由于动物(少数反刍动物除外)体 内没有消化β-葡聚糖的酶，β-葡聚糖作为一种非淀粉粘性多糖，在肠道内具有 较高的粘度，阻止营养物质的吸收，降低了饲料的营养价值。β-葡聚糖酶应用于 饲料中，大大提高了饲料的利用率。纤维寡糖具有调节肠道微生物菌群作用， 是一种功能性寡糖，由于它不易使血糖浓度升高，可作为糖尿病患者的甜昧剂 等。目前制备功能性寡糖的方法有酶水解法、酶合成转化法、酸水解法、碱转 化法及化学合成法等。但酸水解法、化学合成法等工艺操作复杂、耗能大，产 率低，难于实现生产规模化；而采用β-葡聚糖酶水解小麦秸秆生产功能性寡糖， 操作工艺简便，可大大降低生产成本，提高小麦秸秆的利用率，减少生物质资 源的浪费，减少由于秸秆焚烧带来的空气污染问题，具有较大的社会经济价值 和环境价值。含有大量β-1,3-葡聚糖的酿酒酵母自溶性残渣多作为工业废物或以 低廉的价格作为饲料销售，造成了很大的资源浪费和环境污染。利用β-葡聚糖 酶处理使葡聚糖水解为寡糖或还原糖，可提高其水溶性，且反应条件温和，无 毒安全，避免了使用酸碱、机械等方法破壁带来的污染、产物失活等问题。谷 氨酸菌体是一种单细胞蛋白，味精厂的发酵废液中含有大量的谷氨酸菌体，造 成严重的环境污染且浪费了大量的蛋白质，利用蛋白酶和β-葡聚糖酶水解蛋白 质，反应条件温和，能耗低，副反应少，可获得复合氨基酸水解液，又减少了 化学法带来的环境污染问题。真菌细胞壁多糖主要由几丁质(甲壳质)、纤维 素、葡聚糖、甘露聚糖等构成，β-葡聚糖酶可以水解真菌细胞壁，可以在生物防 治中对植物病原真菌产生拮抗作用，在生物防治中具有重要的意义。孙维国等 利用李氏木霉作为菌种，以微晶纤维素、玉米浆、磷酸二氢钾、硫酸铵和碳酸 钙为原料，进行液体深层发酵生产β-葡聚糖酶，极大的降低了生产成本，产品 主原料成本降低83.3％(申请公布号：CN101993865A)。江正强等利用枯草 芽孢杆菌(Bacillussubtilis)TT-68(保藏编号为CGMCCNo.3340)通过摇瓶发酵 培养，产酶水平为430-3000U/mL；进行5L发酵罐扩大培养30h，酶活可达到 2500-5000U/mL(申请公布号：CN101845423A)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新型β-葡聚糖酶及其制备方法。

一种海洋芽孢杆菌N6-2(Bacillussp.N6-2)，该菌株能够产生一种新型β- 葡聚糖酶，该海洋芽孢杆菌N6-2于2014年11月23日保藏于中国武汉典型培 养物保藏中心，保藏号为CCTCCNO:M2014586。

本发明还提供一种新型β-葡聚糖酶，该新型β-葡聚糖酶由海洋芽孢杆菌 N6-2产生，分子量为24kDa，所述新型β-葡聚糖酶N端由15个氨基酸组成， 其氨基酸序列为STGGSFYEPFNNYNT。

进一步，所述海洋芽孢杆菌N6-2产生的新型β-葡聚糖酶的制备方法：海洋 芽孢杆菌N6-2菌株，接种于含有种子培养基的试管中，在15-36℃的摇床中 100-300rpm，培养25-30h；将上述培养后的菌株按2-6％(v/v)的接种量接种于 盛有发酵培养基的摇瓶中，15-36℃，100-300rpm，发酵培养48-90h；取菌株发 酵液，离心，除掉发酵液中的菌体和杂质，并调节其pH在6.5-7.5，即为粗制发 酵样品；超滤法粗提，获得10～30kDa组分，用硫酸铵沉淀法获得硫酸铵饱和 浓度在30％-65％的组分，将30％-65％的组分过Q离子交换层析柱，将穿透峰 Q1脱盐后真空冷冻干燥保存，将收集的穿透峰Q1，过CM离子交换柱，收集 穿透峰C1，脱盐后真空冷冻干燥保存，即为海洋芽孢杆菌N6-2所产生的新型β- 葡聚糖酶。