[发明专利]一种降解纤维素的地衣芽孢杆菌及其在秸秆发酵中的应用

说明书

发明领域

本发明涉及微生物发酵及其产物酶领域。具体的说，本发明涉及一种降解纤维素的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)及其在秸秆发酵中的应用。

背景技术

纤维素酶是指能降解纤维素的一类酶的总称，是一个由多种水解酶组成的复杂酶系，主要来自于真菌和细菌。目前研究和生产中采用的纤维素产生菌种大多是木霉、曲霉和青霉等，因为能分解晶体纤维素的真菌均能或多或少地分泌纤维素酶，所以纤维素酶的真菌来源还是比较广泛的。某些细菌也能分解纤维素，产生纤维素酶，但由于分泌的纤维素酶量低，且多属胞内酶或粘附在细胞壁上，难以进行工业化生产。现在纤维素酶已被广泛地应用于食品、饲料加工纺织、洗衣、农业等多个领域中。

饲料加工业是农业的一个重要组成部分。全球每年要生成6亿多吨饲料，生产的饲料90％用来喂养家禽、猪和反刍动物，10％是宠物和鱼类的饲料。一方面纤维素酶被加入到反刍动物和单胃动物的饲料中作为一种补充；另一方面纤维素酶备用在纤维素物质的预处理，如谷物的去壳、青贮饲料的处理等，从而提高反刍动物和单位动物的消化能力。

通过国内外有关本领域研究的检索，主要涉及到以下文献：

“能降解天然纤维素的地衣芽孢杆菌GXN151的分离鉴定及其一个纤维素酶基因(ce15A)的克隆和测序分析”，首次报道地衣芽孢杆菌能降解结晶纤维素及从该种细菌中克隆到纤维素酶基因。(刘永生、冯家勋、段承杰等)(1中国科学院沈阳应用生态研究所，2广西大学分子遗传学研究所，3广西大学微生物及植物遗传工程教育部重点实验室)

“一种葡聚糖酶基因和地衣芽孢杆菌”(专利号：01134381)涉及到EGW O 39地衣芽孢杆菌菌株(Bacilluslicheniformis)产生的β-1，3-1，4-葡聚糖酶对β-葡聚糖的β-1，3和β-1，4键都有高效的分解作用，能提高大麦、小麦等饲料粮利用率，节约饲料粮，在啤酒生产中降低啤酒生产中过滤的困难，提高原料利用率发明(设计)人：王建华，吴子林，腾达，张帆。

目前，国内外大多数地衣芽孢杆菌用来生产蛋白酶、淀粉酶，但对纤维素有特效分解作用的地衣芽孢杆菌，现有的研究工作主要针对分离得到的地衣芽孢杆菌纤维素酶基因的克隆和表达，而在其在生产应用中的研究较少，尤其是在青、黄贮饲料制作的研究较少，关于产纤维素酶并在低pH条件下生长稳定、可直接应用于青、黄贮饲料，对植物纤维有较好降解作用的还未见报道。本发明所述的地衣芽孢杆菌在青、黄贮饲料发酵中，对植物纤维有较好的降解效果，有较大得应用价值。

发明内容

针对目前国内外有关本领域的研究现状，在秸秆发酵中，尤其是青、黄贮饲料制作领域，添加剂多是一些产酸菌或直接添加纤维素酶制剂，但由于其条件因素的多变性，酶活很难维持较高水平，且易失活，在发酵过程中对纤维素的降解十分有限。本发明提供了一种降解纤维素的地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)及其在秸秆发酵中的应用。

本发明具体提供了一种新型的、耐低pH、兼性厌氧、能有效降解植物纤维素的益生菌地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)及其在秸秆发酵中的应用。

由于新疆广阔的盐碱地蕴藏着丰富的微生物。研究新疆极端微生物不仅有助于扩大极端微生物资源库，也有利于新疆特殊环境微生物的开发和利用，从而为工业生产提供高活性高稳定性的酶来源。本发明从新疆乌苏地区的青贮窖中取样，筛选出一种能有效降解纤维素的细菌，并具有良好的热稳定性和在低pH条件下稳定性，兼性厌氧，属人畜安全四级微生物，可直接作为添加剂，为该菌株的纤维素酶的开发应用奠定了理论基础。

本发明根据新疆的地理环境的特殊性，从新疆典型的青贮窖青贮料中进行微生物菌种的培养、分离与筛选，获得一批细菌，并从中分离筛选出地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)，编号为ws-6，从而提供了一株纤维素酶产生菌，具有有效降解纤维素的优良特性，经微生物学分类与鉴定，属于地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。