[发明专利]一株高产酸性木聚糖酶的突变菌株及其应用

说明书

本发明属于微生物技术领域，特别涉及一株高产酸性木聚糖酶的黑曲霉突变菌株及其工业发酵技术。所述菌株具体为黑曲霉(Aspergillus niger)AU10‑13，保藏编号CGMCC NO.23219。该菌株发酵产木聚糖酶酶活达到45000‑48000U/mL，生产的木聚糖酶最适pH3.0，且在pH 2.0～5.0条件下具有70％以上的酶活力，即在酸性范围内具有很好的pH稳定性；最适温度40℃，在20℃仍具有80％以上的酶活力，即在低温下具有较高的酶活性。可见黑曲霉(Aspergillus niger)AU10‑13生产的木聚糖酶在低温、酸性环境下均具有较好的活性，且耐热性好，具有广阔的应用发展前景。

技术领域：

本发明属于微生物技术领域，特别涉及一株高产酸性木聚糖酶的黑曲霉突变菌株及其工业发酵技术。

背景技术：

木聚糖酶，广义的含义是指可以降解半纤维素的各种酶的总称，其包含各种内切酶、外切酶、木糖苷酶、阿拉伯糖酶、α-葡萄糖苷酶等一系列酶。狭义的木聚糖酶是指内切-β-1,4-木聚糖酶，其主要作用于木聚糖及长链木聚糖，从木聚糖主链切断木糖苷键，如本发明所述黑曲霉所产木聚糖酶。

针对不同用途所需，各科研工作者研究出了不同温度、不同酸碱度下，不同酶活力的木聚糖酶。如具有良好的抵抗蛋白酶的能力，适用于中高温环境的酸性木聚糖酶；可提高面包膨胀率、改善面包口感及色泽的低温木聚糖酶；可有效降低动物胃部食糜黏度、提高消化率和营养吸收率，进而提高动物饲料利用率的低温酸性木聚糖酶等。

木聚糖是半纤维素的主要成分，是重要的可再生资源，可以说是最具有代表性的半纤维素。而在木聚糖的降解过程中，木聚糖酶则是最为关键的酶。目前，主要通过重组大肠杆菌、酵母菌、芽孢杆菌、霉菌等，来获得相对应的木聚糖酶。

几十年来，我国科研工作者为提高木聚糖酶的发酵水平已进行了不懈地努力，如中国专利公布了一种瓶霉属的木聚糖酶，其具有良好的蛋白酶抗性，能够有效的降解小麦阿拉伯木聚糖，且其易于工业化发酵生产；另一专利公开了一种将水不溶性阿拉伯木聚糖降解为水溶性的阿拉伯木聚糖，从而改善了面团中面筋网络的弹性，增强了面团的乳化凝胶作用，使面团内部的气孔更加均匀细密，增大了面包体积；还公布了一种中温酸性木聚糖酶，其在酸性环境下具有较高的酶活性，pH稳定性好，具有良好的耐高温特性，可使其在需求高温环境的工业生产上得到应用。

尽管这些研究已经达到了一定水平，但是利用诱变、DNA重组技术或其他方法获得优良菌株，并进一步优化酸性木聚糖酶的发酵工艺条件，目前仍然是提高酸性木聚糖酶行业产能的重要手段。

发明内容：

为了提高动物饲料原料的利用率，扩大木聚糖酶在饲料行业中的应用范围，本发明旨在通过复合诱变筛选技术，提供一株能够生产高酶活力且能在低温酸性环境发挥酶解作用的木聚糖酶的菌株，以满足饲料行业的切实生产需求。这对酶制剂生产企业来说，具有极大的开发潜力和广阔的市场发展前景。

本发明提供的技术方案之一，是一种高产酸性木聚糖酶的黑曲霉，具体为黑曲霉(Aspergillus niger)AU10-13，菌株AU10-13经黑曲霉菌株GS-1通过ARTP-UV复合诱变筛选获得，目前已于2021年8月25日保藏于中国微生物保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏编号CGMCC NO.23219。

本发明还提供黑曲霉(Aspergillus niger)AU10-13在生产木聚糖酶中的应用，特别是发酵法生产木聚糖酶中的应用，具体如下：

(1)种子液制备：将AU10-13斜面菌于300mLYPD(酵母浸出粉胨葡萄糖培养基)培养基中培养，培养条件：温度30℃，转速200rpm，培养24h；

(2)种子罐培养：在无菌条件下，按照2.5％的接种量，将种液接种于种子罐中，进行扩大培养，培养条件为：温度30℃，搅拌速度200rpm，通风量1vvm，罐压0.06-0.09MPa，培养15h；