[发明专利]一种产可水解制备高聚合度ＸＯＳ木聚糖酶的菌株及应用

说明书

本发明利用透明圈法从采集的土壤中筛选1株一种产可水解制备高聚合度低聚木糖木聚糖酶的菌株命名为类芽孢杆菌（Paenibacillus sp.）B1709，于2017年11月８号保藏于中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心（CGMCC），保藏地址为中国科学院微生物研究所，保藏编号分别为CGMCC NO.14870。它的发现丰富了产木聚糖酶微生物资源，并通过对于该木聚糖酶理化性质考察，证明其酶学特性及水解性质具备一定的应用潜力。本发明涉及菌株能水解制备高聚合度低聚木糖，产物主要为木三糖和木四糖且（不产生木糖和木二糖）。本发明开拓了高聚合度低聚木糖（DP值3‑4）生产的新途径，能有效促进经济和社会效益提升，具有良好的工业化生产前景和实用价值。

技术领域

本发明涉及微生物发酵技术、生物工程技术和生物酶领域，特别是涉及如何获取及制备可水解产生聚合度为3-4低聚木糖水解催化酶及其应用。

背景技术

木聚糖酶（Xylanase，EC.3.2.1.8）在自然界生物体中广泛存在，细菌、真菌、霉菌等都能产生木聚糖酶。在实际工业生产中，木聚糖酶是一种应用非常广泛的酶制剂，在食品、造纸、养殖业等众多行业中显示出巨大的实用商业价值。在食品行业中，木聚糖酶在饮料行业，在果汁和白酒的生产过程中用来做澄清剂。在保健食品中，木聚糖酶能酶法生产功能性产品低聚木糖，低聚木糖促进人体内双歧杆菌等有益菌的生长繁殖，对提高人体免疫力，降血脂降血压具有显著的功效。在造纸行业中，木聚糖酶能够提高纸浆的漂白效果，使回收的废纸进行脱墨，改变纸浆的纤维性质等应用。在养殖业，木聚糖酶可作为一种饲料添加剂，添加到动物饲料中，它可降解动物肠道中抗营养因子如非淀粉多糖，降低动物小肠中食糜黏度，促进动物体对饲料中的营养物质消化和吸收，增强免疫力。

目前研究真菌霉菌产木聚糖酶较多，而细菌产木聚糖酶较少，因细菌产生的木聚糖酶具有良好的热稳定好、酶解效率高、内切木聚糖酶含量多、对不可溶的木聚糖的高效降解等特性。因此，细菌产木聚糖酶业越来越得到人的重视。此外，对细菌产木聚糖酶进行研究，不仅丰富了产木聚糖酶菌株资源，而且就进一步了解细菌木聚糖酶的理化特性，为满足实际生产应用的不同需求提供了更加重要的理论依据。

大多数研究表明，酶解法制备低聚木糖时，往往会产生木糖、木二糖、木三糖、木四糖、木五糖、等多种组分，这些组分使用聚丙酰胺凝胶和活性炭等介质进行逐个分离纯化，步骤比较繁琐，且不利于工业化生产应用，增加了企业成本同时减少了社会效益。而本发明涉及的酶以木聚糖为底物进行酶解时，产物只有木三糖和少量的木四糖，不产生木糖及木二糖，其水解性质有利于高聚合度低聚木糖的生产制备，大大提升制备过程中对目标产品的提取效率并降低分离纯化成本，为高聚合度低聚木糖制备及产业应用带来新的希望。

发明内容

针对背景技术中涉及到的问题，本发明通过从土壤经过平板透明圈法筛到一株Paenibacillus sp. B1709，该菌株于2017年11月7日保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，地址为；北京市朝阳区北辰西路一号院三号中国科学院微生物研究所，保藏编号：CGMCC NO.14870。该菌株能够有效应用于细菌产木聚糖酶的研究，不仅丰富了产木聚糖酶细菌的菌株资源，而且就进一步了解细菌木聚糖酶的理化特性，满足实际生产应用的不同需求提供了研究依据。本发明涉及的菌株能产特种木聚糖酶，该酶催化底物产生聚合度为3-4的低聚木糖，为工业生产木三糖和木四糖带来巨大的应用价值，减少其制备成本，增加经济和社会效益。本发明所采用的方案有以下步骤：

制备发酵液：按质量为2 %的接种量将产木聚糖酶的Paenibacillus sp. B1709接种到发酵培养基中，30℃、160 r/min摇瓶振荡培养72h得木聚糖酶发酵液;将制得的酶发酵液10000 r/min、4℃下离心5 min，取上清液。