[发明专利]芽孢杆菌及其产生的壳聚糖酶和该酶水解获得的壳寡糖

说明书

技术领域

本发明涉及一种菌种及其用途，同时还涉及该菌种所产的壳聚糖酶和由该酶水解获得的壳寡糖。

背景技术

壳聚糖由N-乙酰基葡萄糖聚合而成，是自然界中第二大生物大分子多糖，近20年来已引起国内外的广泛关注，开展了大量的研究。目前壳聚糖的多种生理活性已被证实，并在保健食品、生物医药、日用化工、环境保护等诸多领域中得以开发应用，但由于壳聚糖不溶于水及其他许多无机溶剂，限制了其在多领域的开发应用。壳寡糖为壳聚糖的降解产物，是由β-1,4糖苷键连接的2-氨基葡萄糖组成的聚合度为2～20的低聚糖，与壳聚糖相比具有相对分子质量小、水溶性好、生物活性高、易于吸收、应用范围广等优点。壳寡糖具有抗菌、抗氧化、抗肿瘤、增强机体免疫等功能，广泛应用于医药、食品、饮料、化妆品和化工等多种领域中。在众多降解壳聚糖获取壳寡糖的方法中，酶解法是近年来应用最为广泛的降解方法。大多数的壳聚糖酶是以内切方式水解部分乙酰化的壳聚糖。壳寡糖生物活性的高低与其聚合度有着密切联系，研究表明，聚合度为5～6的壳寡糖生物活性最高。目前在壳寡糖制备及应用研究中，壳寡糖聚合度难以控制，大多为宽聚合度范围的混合物，其生物活性不稳定。有关壳聚糖酶的研究与进一步开发利用已成为壳寡糖生产和应用的关键与瓶颈。通过筛选获得的专一性壳聚糖酶的高产菌株产生优质壳聚糖酶，并利用专一性壳聚糖酶降解壳聚糖具有反应温和，易控制，易分离处理，不污染环境，产物活性高等优点。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一株发酵可获取高活性的专一性壳聚糖酶、通过该壳聚糖酶水解壳聚糖可获得聚合度为4～6的高生物活性的壳寡糖的芽孢杆菌（Bacillus sp.）。

为实现上述发明目的，本发明的芽孢杆菌（Bacillus sp.）Dg属于芽孢杆菌，其于2012年12月21日在中国微生物保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No.7024。

该菌株大小为0.5-0.7×1.2-2.8um，端生芽孢，无荚膜，有鞭毛，革兰氏阳性杆菌。于PDA培养基上生长良好，PDA培养基上菌落特征为：菌落较厚，表面光滑、易挑起、无光泽、浅乳白色不透明，边缘整齐。最适生长温度为36±1℃。兼性厌氧菌。该菌株发酵葡萄糖、果糖、麦芽糖产酸，不能利用乳糖、阿拉伯糖、木糖、琼脂糖、半乳糖和蔗糖产酸；吲哚试验阳性，甲基红试验阳性；V-P试验阴性；硫化氢试验阳性；能利用柠檬酸盐作为唯一碳源。

同时本发明提供了该菌株的用途，其应用在以壳聚糖为诱导物发酵产生壳聚糖酶中。

同时本发明还涉及一种壳聚糖酶，其由保藏编号为 CGMCC No.7024的芽孢杆菌（Bacillus sp.）Dg,以壳聚糖为诱导物发酵产生。

作为对上述技术方案的限定，在由芽孢杆菌（Bacillus sp.）Dg以壳聚糖为诱导物发酵产生壳聚糖酶中，产酶条件为壳聚糖含量为0.5%-2%，牛肉膏含量为0.25-0.35%，温度为30-40℃，接种量为5%-15%。

作为对上述方案的进一步限定，其最优产酶条件为壳聚糖含量为1%，牛肉膏含量为0.3%，温度为30℃，接种量为15%。

作为对壳聚糖酶反应条件的限定，该壳聚糖酶的反应温度为35-55℃，pH为4.5-6。

作为对上述方案的限定，该壳聚糖酶的最适反应温度为45℃，pH为5.5。

此外，本发明还提供了一种壳寡糖，该壳寡糖是由如上所述的壳聚糖酶降解壳聚糖获得，壳寡糖聚合度为4-6。

上述技术方案中，利用以壳聚糖为唯一碳源的选择培养基，采用透明水解圈法筛选获得的菌株Dg具有产酶能力强、所产壳聚糖酶活性高、且酶降解产物为聚合度4-6的高活性壳寡糖等特点，从而确保了通过本发明能够以较低的成本制备大量专一性壳聚糖酶，进而获取高活性壳寡糖。