[发明专利]一株产β-甘露聚糖酶的假单胞菌菌株及低温破胶酶的制备方法

说明书

本发明涉及一株产β‑甘露聚糖酶的假单胞菌菌株及低温破胶酶的制备方法，利用高通量筛选方法从土壤中筛选得到一株同时产低温β‑甘露聚糖酶以及糖脂类生物表面活性剂的假单胞菌O5，经过发酵培养后获得低温下高活性的β‑甘露聚糖酶。所获得的β‑甘露聚糖酶的最适pH为7.0，最适温度为50℃，最大酶活为402.6U/mL；温度和pH耐受范围宽，低温(5‑20℃)条件下酶活仍能保持60％，低温活性突出；降粘效果显著。该菌可代谢产生生物表面活性剂，表面张力可降低至约30mN/m。与现有技术相比，本发明方法简单、筛菌高效、成本低廉、经济环保，所获得的酶低温活性突出，弥补了化学破胶剂在低温条件下破胶性能差的弊端，且无需额外添加表面活性剂，在中低温油田压裂中具有良好的应用潜力。

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体涉及一株同时产低温高活性β-甘露聚糖酶以及糖脂类生物表面活性剂的假单胞菌菌株O5和利用该菌株发酵培养制备低温破胶酶的方法。

背景技术

β-甘露聚糖酶是一种能够降解含有β-1,4-D-甘露糖苷键的甘露多糖(包括甘露聚糖、半乳甘露聚糖、葡聚糖等)或者甘露寡糖的内切水解酶，属于半纤维素酶，广泛存在于动物、植物和微生物中。目前研究最多的是微生物来源的β-甘露聚糖酶，已报道的如细菌中的芽孢杆菌、鞘氨醇单胞菌、肠杆菌，真菌中的木霉、根霉、曲霉以及放线菌中的链霉菌等都可以产生β-甘露聚糖酶。

β-甘露聚糖酶是重要的工业用酶之一，在饲料、纺织印染、食品、造纸和医药等诸多领域有着广泛的应用。近年来，β-甘露聚糖酶在油藏中压裂液的破胶、降粘方面的研究也越来越多。β-甘露聚糖酶作为一种常用的生物破胶酶，它可以降解瓜尔胶、黄原胶、魔芋胶等含有甘露聚糖的增稠剂，使压裂液的黏度下降，从而达到破胶返排的目的，减少压裂液对环境的污染。但目前，生物破胶酶的破胶效率低、适应范围窄、特别是低温活性差，导致应用受到极大限制。

传统的化学破胶剂是氧化剂，如过硫酸钾、过硫酸铵等。过氧化物会分解为高反应活性的自由基，能迅速地破坏聚合物主链，有效地使主链断裂，从而达到破胶目的。但因其在温度上受到诸多限制，在低温油气层压裂应用时破胶不彻底，导致地层受到伤害。

针对上述存在的问题，本发明提供了一种低温破胶酶的制备方法。在低温下，本发明提供的生物破胶酶效果显著，在短时间少用量的情况下，能降解大量底物，具有良好的经济性；降粘快速均匀，残渣小，对管道及地层没有附加伤害；可弥补化学破胶剂在低温下破胶性能差的弊端；且无需额外添加表面活性剂，在中低温油田压裂中具有良好的应用潜力。

专利CN104531638A公开了一种利用肠杆菌生产耐低温β-甘露聚糖酶的方法，将肠杆菌(Enterobacter sp.N18)接种于含有碳源、氮源的培养基中，37℃培养12-96h，得发酵液即为β-甘露聚糖酶产品，然而，其所得β-甘露聚糖酶在低温条件(5-20°)下，酶的相对酶活不够有益，耐低温性能不佳，且未提及低温条件(5-20°)下的对瓜尔胶溶液的降粘效率。另外，在此专利中未提及该肠杆菌是否同时产生生物表面活性剂。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一株同时产低温β-甘露聚糖酶以及糖脂类生物表面活性剂的假单胞菌菌株以及利用该菌株发酵制备低温破胶酶的方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一株产β-甘露聚糖酶的假单胞菌菌株，该假单胞菌菌株命名为O5，于2021年09月03日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCCNO.23356，其分类命名为假单胞菌(Pseudomonas sp.)，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。

进一步地，所述的假单胞菌菌株是通过高通量筛选方法筛选得到的。