[发明专利]一种耐受甘草药渣的纤维素酶产生菌及应用于甘草药渣产纤维素酶的方法

说明书

本发明涉及一种产纤维素酶的菌株及方法，特别涉及一种耐受甘草药渣的草酸青霉菌及应用于甘草药渣产纤维素酶的方法，属于微生物技术领域。该菌株为草酸青霉菌(Penicillium Oxalicum G2)，命名为草酸青霉菌G2，保藏单位：中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO：M2017418。本发明还提供了草酸青霉菌G2利用甘草药渣产纤维素酶的方法。本发明所提供的菌株，可有效处置甘草药渣。以甘草药渣为发酵原料，药渣中部分小分子芳香化合物、糖苷类物质可有效诱导剂菌种分泌纤维素酶发酵周期大大缩短。产品纤维素酶性质稳定，具有广泛的工业推广前景。

技术领域

本发明属于微生物领域，涉及一种产纤维素酶的菌株及方法，特别涉及一种 耐受甘草药渣的草酸青霉菌及应用于甘草药渣产纤维素酶的方法。

背景技术

纤维素酶(Cellulase)由葡聚糖内切酶(EG)、葡聚糖外切酶(CBH)和β-葡萄糖营酶(BG)三个主要成分组成，是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称。纤维素酶 是一种多组分酶，不同微生物合成的纤维素酶，其组分也不尽相同，对纤维素的 降解能力也不尽相同。

纤维素酶在生物乙醇的生产过程中具有重要作用。但纤维素酶生产成本较 高，在一定程度上限制了生物能源行业的发展。纤维素酶的生产方法包括固体发 酵和液体发酵两种方法。固体发酵浸泡后压滤得到液体酶制剂，产品外观粗糙， 成品质量不稳定，杂质含量高。而液体发酵是将秸杆粉碎进行灭菌处理，送发酵 釜内发酵，同时加入纤维素酶菌种，无菌气流搅拌，发酵完的物料经压滤机压滤 药渣、超滤浓缩药渣、喷雾干燥药渣、制得纤维素酶产品。具有培养条件容易控 制，不易染菌，生产效率高等特点。目前，工业上常采用液体发酵法生产纤维素 酶，其中原材料就占到了生产成本的40％-60％。

纤维素酶的生产原料有熬皮、秸秆粉、废纸、玉米粉和无机盐等。近十年来， 以秸秆为碳源产纤维素酶的发酵方法成为生产纤维素酶的主流工艺。然而，秸秆 产酶效率在近年的研究中已趋于极限，寻求更为高效、营养的碳源成为潜在的发 展方向。

近年来，中药产业受到国内外各方面的重视。中药制药及煎煮业务得到快速 发展的同时产生了大量中药药渣。中药药渣含有一定量的活性成分和大量的粗纤 维、淀粉、粗脂肪、粗蛋白、氨基酸以及多种微量元素等，且资源丰富，可以变 废为宝、循环利用。从目前利用中药药渣的情况来看，主要有以下几条途径：再 提取其他有效成分、用作饲料或饲料添加剂、生产有机肥料、处理废水、用于栽 培食用菌、用于发酵生产食醋、蛋白饲料等。中国专利CN101732359利用废弃中 药渣催化热解制取了生物油，中国专利CN102845599利用中药渣制备了生物饲 料。以中药药渣为碳源的发酵产酶工艺鲜有报道，但却具有巨大发展前景。中 国专利CN102864671提供了一种中药渣发酵的处理方法，但偏重于对中药渣的蒸 汽爆破预处理，不涉及具体的产酶发酵工艺。中国专利CN104357412提供了一种 基于中药药渣生产漆酶制剂的方法，这表明部分中药药渣具有优秀碳源潜质。

在工业生产中，每年仅甘草制剂及其提取物的消耗量就达近万吨，因此产生 了大量的甘草药渣。目前，对这些药渣的处理还是以填埋和焚烧为主。甘草药材 组分丰富，含有至少包括Cu、Mo、Ni、Hg、Se、As、Pb、Cr、Cd在内的多种 微量元素，以及多组分混合形式的酮类、酯类小分子化合物，相对秸秆而言碳源 形式丰富，而小分子碳源比大分子纤维素、淀粉等碳源更易被吸收。因甘草药渣 的化学组分，普通商品化的微生物或酶制剂因为难以耐受甘草药渣的碳源环境， 难以有效处理甘草药渣，因此需要开发能够高效处置甘草药渣的功能性菌株或酶 制剂。我们在本发明中，提供了一种甘草药渣耐受菌株，可以甘草中药药渣为碳 源制备纤维素酶，这有利于该工艺所产纤维素酶的广泛应用，而上述利用此类甘 草药渣耐受菌株，以甘草药渣为碳源制备纤维素酶的工作目前未有报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产成本低廉、生产性能良好的纤维素酶的耐受甘 草药渣的纤维素酶产生菌。发明的另一目的是提供应用上述菌株应用于甘草药渣 产纤维素酶的方法。