[发明专利]诱使菌种参与酶解生产褐藻酸寡糖的方法及产物的应用

说明书

本发明涉及一种诱使菌种参与酶解生产褐藻酸寡糖的方法及产物的应用，通过选用嗜糖芽孢杆菌对褐藻进行酶解，并分时间段控制通气量、转速和温度以改进工艺，使褐藻降解产生聚合度在2‑6的褐藻酸寡糖；该工艺下能有效提高褐藻酸寡糖的获得率，并能够稳定控制褐藻酸寡糖的聚合度，降低成本，低碳环保，提高生产效率，实现其产业化生产；同时，该方法所产生的褐藻酸寡糖可用于动物饲料添加剂，提高藻寡糖的利用效率，增强动物的免疫力，促进动物生长繁殖，进而提高动物品质。

技术领域

本发明涉及一种诱使菌种参与酶解生产褐藻酸寡糖的方法。本发明还涉及所述褐藻酸寡糖的应用方法。

背景技术

单体结合方式及聚合度不同的褐藻酸寡糖，表现出不同的生理活性，具有不同的作用，例如抗炎杀菌、降血糖血脂、免疫调节等；特定聚合度的褐藻酸寡糖还具备一定程度抗肿瘤的生理活性。

目前，提取海藻活性物质的方法有酶解法、物理法以及化学法等。化学法主要是利用酸、碱等破坏海藻细胞，使细胞内物质流出，但会对细胞内的活性成分造成破坏，损坏有效成分，剩余的酸、碱等造成环境的污染。物理法包括高压匀浆法、渗透法冷、冻破碎法等，虽然不使用污染环境的试剂，但是在反应条件和器材上要求较苛刻，例如需要高温、冷冻、高压等，对反应设备有很高要求，不利于车间工业化生产。另外，物理法以及化学法用于提取活性分子时，对有效物质等无法选择，导致营养物质的降解。而酶解法的反应条件温和，生产全程不产生污染物，是提取海藻活性物质的理想可靠方法。

尽管褐藻胶裂解酶是一种重要的海藻工具酶，有着很好的应用前景，但现在其相关研究多限于实验室水平，到目前为止仍没有一种高产量低成本的高效酶制剂出现，实际生产应用受到限制。例如CN 107058423A、CN 108690857A等专利中所提到的褐藻胶裂解酶存在种类较少、产量偏低、酶活稳定性差以及生产成本较高等问题，难以实现褐藻胶裂解酶的产业化生产。

目前，海藻发酵主要采用传统堆肥发酵工艺，该方法存在步骤繁琐、发酵时间长、耗费人力等缺点，发酵过程中的菌种不可控、不稳定以及重复性差，产品的质量难以保障且容易污染环境，难以保证工业化生产中对高效简单、稳定统一和环保清洁的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种诱使菌种参与酶解生产褐藻酸寡糖的方法及产物的应用，第一、提高褐藻酸寡糖的获得率，并能够稳定控制褐藻酸寡糖的聚合度，降低成本，提高生产效率；第二、所产生的褐藻酸寡糖用做动物饲料添加剂，提高藻寡糖的利用效率，增强动物的免疫力，促进动物生长繁殖，进而提高动物品质。

本发明的技术方案如下：

一种诱使菌种参与酶解生产褐藻酸寡糖的方法，其特征在于包括以下步骤：首先在发酵罐中加入灭菌水、预处理褐藻、胰蛋白胨、酵母浸粉、氯化钠、用于产生降解褐藻酸所需酶的菌株Q-4以及诱导剂，调节系统pH为7.0-8.0，控制通气量、转速和温度反应22-27h，然后收集褐藻酸寡糖；

其中，灭菌水、预处理褐藻、胰蛋白胨、酵母浸粉、氯化钠、用于产生降解褐藻酸所需酶的菌株Q-4以及诱导剂之间质量比是：（65-70）：（8-12）：（0.65-0.7）：（0.325-0.35）：（0.65-0.7）：（5-10）：（0.013-0.042）；

所述的菌株Q-4为拉丁文分类命名Bacillus halosaccharovorans的嗜糖芽孢杆菌YIC～Alg3，其保藏号为CGMCC No.12155。

所述的预处理褐藻为粉碎成10-50目细粉的褐藻。

所述的诱导剂为异丙基硫代半乳糖苷。

优选地，反应过程的工艺控制分为两个阶段，第一阶段通气量为0.3-0.5V/V·min、转速为300rpm、温度为20℃-28℃，时间为7-9 h；第二阶段通气量为0.1-0.2V/V·min、转速为150rpm、温度为34℃-39℃时间为15-18 h。