[发明专利]绿色木霉产菊粉酶的发酵条件

说明书

技术领域

本发明所属微生物发酵与开发技术领域。本发明涉及一株产菊粉酶菌株的发酵条件研究，适合工业化生产。 

背景技术

菊粉(Inulin)又名菊糖，源自于菊芋块根，是一种天然果糖聚合物，由D-呋喃果糖分子以β-(2，1)糖苷键连接而成的果聚糖。每个菊粉分子末端以α-(1，2)糖苷键连接一个葡萄糖残基，聚合度通常为2-60，平均聚合度为10，其中聚合度较低时(DP＝2-9)则可称为低聚果糖。作为一种天然可溶性膳食纤维，菊粉几乎不被胃酸水解和消化，而在结肠中被大量有益微生物发酵，因而具备多种保健功能，如控制血脂、降低血糖、改善肠道功能、促进矿物质吸收等。菊粉不仅可以作为脂肪替代品应用于低能量食品生产，而且具有膳食纤维以及益生素的生理功能，是一种优秀的功能性食品基料。目前，菊粉广泛应用于医药保健业、食品工业等领域。琼胶酶降解过程具有得率高、污染小和产物的安全性高等优点，是降解琼胶糖最有潜力的方法。 

菊粉酶(Inulinase)是能够水解β-2，1-D-果糖苷键的一类酶，学名为β-2，1-D-果聚糖酶。它主要来源于菊科植物的组织和部分微生物。来源于植物的菊粉酶，其底物专一性较强，仅作用于菊粉；而由微生物产生的菊粉酶大部分都能水解含有β-2，1呋喃果糖苷健的糖，如菊糖、蔗糖和棉子糖，小部分仅能水解菊糖。菊粉酶按其水解果糖苷键的方式不同，可分为内切和外切两类。外切菊粉酶(EC 3.2.1.80)作用于菊粉链果糖末端的糖苷键，逐一水解释放出果糖，直至最后的葡萄糖，主要产物为果糖；内切菊粉酶(EC 3.2.1.7)仅作用于菊粉，随机断开菊粉链内部的糖苷键，水解产物主要是菊粉型的低聚三糖、四糖和五糖。因此可通过菊粉酶的催化作用，以菊粉为原料，生产高果糖浆、低聚果糖、乙醇、丙酮-丁醇或琥珀酸等产品。这些产品由于具有广阔的应用前景，促使国外很多学者从20世纪80年代就开始深入开展菊粉酶的研究。毫无疑问，微生物合成是生产大量的工业用酶的唯一方法，30年来许多学者致力于寻找生产菊粉酶的最好微生物，尤其是日本、韩国和欧洲在这方面积累了丰富资料。我国关于菊粉酶的研究始于20世纪90年代，主要研究集中于菌株筛选和酶学性质方面，并且正日益受到人们的重视。但目前能在工业中应用的产菊粉酶的菌株筛选和发酵研究进展比较缓慢，因此选育优良的产菊粉酶菌株和发酵条件是菊芋生产乙醇工程的核心环节。 

我们从从自然界中选育得到了一株高产菊粉酶木霉菌株，目前还没对该菌株产菊粉酶条 件进行相关报道，故我们对其发酵条件进行了优化，找到了该菌产菊粉酶的最佳发酵条件。 

发明内容

1.本发明涉及一株产菊粉酶菌株的发酵条件，其特征在产菊粉酶菌株的发酵培养基和培养条件，包括以下过程： 

步骤(一)：挑取种子培养基中的木霉菌丝接种于含有40-50mL(250mL锥形瓶)的发酵培养基中； 

步骤(二)：将步骤(一)的锥形瓶放入恒温摇床，在28-30℃、摇床幅度为140-150r/min下震荡培养70-72h； 

步骤(三)：将步骤(二)的培养液在4000r/min下离心分离，去除菌丝体，上清液即为粗酶液； 

步骤(四)：取0.5-1mL步骤(三)的粗酶液，加人4-8mL用0.1mol/L，pH5.0的醋酸缓冲液配制的2％的菊粉溶液，55℃水浴中反应10min，终止反应； 

步骤(五)：取步骤(四)中的反应液0.5-1mL加DNS试剂1.5-3mL，测吸光度值； 

步骤(六)：根据步骤(五)中的吸光度值计算酶活单位。 

2.根据本发明所述的产菊粉酶菌株是绿色木霉。 

3.根据本发明所述的木霉产菊粉酶的发酵培养基是(g/L)：菊粉30.0、蛋白胨7.0、NaCl5.0、K₂HPO₄·3H₂O 3.0，初始pH6.0。 

4.根据本发明所述的木霉产菊粉酶的培养条件是：培养温度30℃，装液量50mL(250mL锥形瓶)，摇床振幅150r/min。 

附图说明

 

图1是不同碳源对菌株产菊粉酶活力的影响图；图2是菊粉浓度对菌株产菊粉酶活力的影响图；图3是不同氮源对菌株产菊粉酶活的影响图；图4是蛋白胨浓度对菌株产菊粉酶活力的影响图；图5是初始pH值对菌株产菊粉酶的影响图。 

具体实施方式

本发明所述的涉及一株产菊粉酶菌株的发酵条件包括以下实施例，下面的实施例可进一步说明本发明，但不以任何方式限制本发明。 

实施例1：