[发明专利]一种生产甲醇菌体蛋白联产纤维素酶的毕赤酵母及其应用

说明书

本发明开发一种可以生产甲醇蛋白且联产纤维素酶的毕赤酵母，经微生物发酵生产，可在生产甲醇蛋白的同时联产纤维素酶制剂。本发明的毕赤酵母经诱变和基因工程改造获得，其具有生长速度快，甲醇菌体蛋白生产效率高的特点；甲醇蛋白含量近60%，含有全部8种必需氨基酸，具有优氨基酸配比的特性；在甲醇菌体蛋白生产的同时，联产中性纤维素酶制剂，通过简单固液分离，获得的中纤维素酶制剂，酶活力可以达到13060IU/ml。通过甲醇菌体蛋白联产纤维素酶制剂生产模式，最大程度地提升产品综合经济效益，提升发酵原料的转化率和利用率。

技术领域

本发明属于微生物领域，具体涉及一株生产甲醇菌体蛋白联产中性纤维素酶的毕赤酵母及其应用。

背景技术

甲醇是一种重要的基础有机化工原料，也是一种新型清洁能源，其用途十分广泛。甲醇的制备工艺主要为煤制甲醇、焦炉气制甲醇及天然气制甲醇。我国甲醇产能已经超过4500万吨/年，并呈现继续增加趋势，而国内甲醇需求量仅为1000万吨/年，急需开发甲醇下游产品。目前，甲醇价格低廉，甲醇蛋白生产成本低，甲醇蛋白营养价值高,以甲醇蛋白代替传统的鱼粉和豆类等蛋白，将会降低饲料蛋白生产成本，提高饲料营养价值和利用率。

畜禽动物养殖过程中，畜禽对日粮化饲料的消化率要比理论值低的多,这主要是基于两方面的原因:一方面日粮化饲料中细胞壁中含有的木聚糖、纤维素、β-葡聚糖、甘露聚糖、果胶等难以消化的物质，不能被作为养分消化吸收，且干扰整个日粮其他营养的消化吸收和利用，阻碍奶牛、肉牛内源消化酶与细胞内营养物质的作用，降低牧草饲料中脂肪、淀粉和蛋白质营养价值。另一方面饲料中含有一些水溶性的非淀粉多糖,这些多糖可以产生抗营养作用,从而出现畜禽对日粮化饲料的利用率下降、生长不良以及产生粘粪、污染环境等一系列问题。亟待针对日粮中生物质结构特性的开发专用饲用纤维素酶制剂作为预消化制剂，在日粮中添加并参与饲料日粮配方。真正将酶制剂赋予了潜在营养价值，且通过酶制剂降低牧草饲料抗营养因子，提升饲料品质及原料利用率，促进生物饲料及其日粮消化吸收。当前我国对饲用纤维素酶制剂的研究尚在起步阶段，具有自主知识产权饲用酶菌株酶活力相对偏低，饲用纤维素酶成本目前高于国外先进技术（如诺维信）。目前酶制剂在动物中应用的研究大多停留在定性方面，而对酶制剂的定量研究较少，尤其在酶制剂对动物生理上的影响研究甚少，许多酶制剂的作用机制及促生长机理还不太清楚，消化生理等方面也有待深入研究。饲用酶如何在不同饲料日粮中精准添加也成为一大难题。饲用纤维素酶制剂仍需要加大科技投入，加强新菌种筛选、微生物发酵、基因改良和应用试验等研究工作，研制出更适合于饲料原料特点的饲用酶制剂产品，打破国外饲用酶制剂的垄断，更好的推动我国饲用酶制剂的生产和广泛应用。

毕赤酵母(Pichia pastoris)是一种广泛应用于单细胞蛋白生产的宿主, 以快速利用甲醇；同时其具有高密度生长和高蛋白质分泌能力等优点，也被广泛用于酶制剂的表达。如果毕赤酵母在高密度发酵获得甲醇菌体蛋白的同时，其胞外分泌表达酶制剂，酶制剂和单细胞蛋白同时生产进一步提高其经济价值。

发明内容

本发明提供一株可以生产甲醇蛋白联产纤维素酶的毕赤酵母，经微生物发酵生产，可在生产甲醇蛋白的同时联产纤维素酶制剂。发酵液通过板框过滤实现酵母菌体和上清发酵液液的固液分离,将酵母菌体喷雾干燥后可制得单细胞甲醇蛋白,而发酵上清液经一系列后处理工艺可制得纤维素酶制剂。纤维素酶制剂可以饲料领域应用取得较好的进展。

具体来说，本发明首先提供一种毕赤酵母菌株(Pichia pastoris)，其保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为：CGMCC NO. 24324，保藏时间为：2022年1月17日。

进一步地，本发明提供一种产中性纤维素酶的毕赤酵母菌株，其特征在于，在上述的毕赤酵母菌株中导入特异腐质菌（Humicola insolens）的纤维素酶cel45a编码基因。