[发明专利]一种产褐藻胶裂解酶和纤维素酶的菌株及其在发酵海带中的应用

说明书

本发明提供一种能产褐藻胶裂解酶和纤维素酶的菌种，为日本希瓦氏菌NJ16‑3，保藏号为CGMCC No.18976。本发明所提供的日本希瓦氏菌NJ16‑3株可用于发酵海带。本发明所用菌种NJ16‑3具有很强的产褐藻胶裂解酶和产纤维素酶的能力，能更高效地破坏海带细胞壁的结构，更快地释放海带的营养物质。本发明所用菌种NJ16‑3，产生的纤维素酶能将分解海带中的粗纤维，特别是一些膳食纤维，发酵产物更有利于水产养殖动物的吸收。产生的褐藻胶裂解酶能分解海带中的褐藻胶多糖，使其降解为容易吸收利用的小分子物质。发酵后的海带多糖的得率高达到42％，远高于一般酶法提取海带多糖的得率。

技术领域

本发明具体涉及一种产褐藻胶裂解酶和纤维素酶的日本希瓦氏菌株及其在发酵海带中的应用方法，属于生物技术领域。

背景技术

刺参是我国北方海域最重要的养殖品种之一，目前刺参的养殖中主要投喂以大型海藻(鼠尾藻为主)藻粉和海泥为主要组分，再加上鱼粉、豆粕、矿物质及维生素等配制的人工配合饲料。鼠尾藻一直被认为是刺参的最佳优质饵料，目前鼠尾藻资源已遭到严重破坏，部分地区频临灭绝，由于资源匿乏，也导致鼠尾藻的价格居高不下，其供应量的不足已经成为限制刺参苗种和养殖业发展的潜在因素。因此，寻找其它价格低廉，资源丰富的鼠尾藻饲料原料替代品既是突破刺参养殖行业发展瓶颈的关键，也有非常重大的经济意义和社会效益。

海带隶属褐藻门褐藻纲海带目海带科海带属，为冷温带性大型底栖藻类。海带不仅含有丰富的蛋白质、维生素和矿物质，还含有如褐藻酸、褐藻糖胶、褐藻淀粉、海带多酚、褐藻纤维、甘露醇、高不饱和脂肪酸、岩藻黄质和甾醇类化合物等丰富的生理活性物质。我国海带资源相当丰富，产量逐年上升，我国海带年产量约占世界年产量的一半。

海带与鼠尾藻同属褐藻类植物，有相似的营养价值和适口性。由于其成本低廉、产量高和营养丰富等优点经常用作鲍鱼、海胆及刺参等水产动物的饲料原料成分之一。然而海带细胞壁含有大量褐藻胶，其主要成分为多聚甘露糖醛酸和多聚古罗糖醛酸所构成的高分子化合物，而刺参体内褐藻酸酶活性处于很低的水平，因此刺参对海带等富含褐藻胶的大型海藻类消化能力较弱，饲料中多数海带成分未经充分消化，便被排出体外，严重影响了刺参对营养成分的吸收利用，不仅造成饲料的浪费，而且水体里含有大量粘性较高的褐藻胶等残渣也会污染水质。

近年来，海带的降解提取加工方法主要有化学法、物理法和生物法等。化学法和物理法存在能耗高和污染环境的缺点；而生物酶解法，酶制剂成本高，降解得率低。微生物发酵技术是利用微生物产生的褐藻胶裂解酶等来降解海带藻体，具有反应条件温和、节约能耗和绿色环保等特点，经过微生物发酵处理的海带，能促进刺参对海带饲料原料的利用率，増加海带饲料原料附加值，解决集约化养殖过程中刺参优质饵料的匿乏问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能产褐藻胶裂解酶和纤维素酶的菌种，用于发酵海带，生产用于刺参养殖用的海带饲料。使用本发明的菌株的发酵工艺简单，成本低，环境友好，过程稳定，发酵周期短，适于规模化生产。

本发明首先提供的一种具有产褐藻胶裂解酶和纤维素酶功能的日本希瓦氏菌(Shewanella japonica)NJ16-3，保藏号为CGMCC No.18976，保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏日期为2019年11月19日。

本发明所提供的日本希瓦氏菌NJ16-3可用于发酵海带；

本发明另一个方面还提供一种发酵海带的方法，是使用上述的日本希瓦氏菌NJ16-3来发酵海带；

所述的方法，其一种具体的步骤如下：

1)制备种子液：将所述的日本希瓦氏菌NJ16-3接种至液体培养基，温度为30℃，培养24小时；

2)制备发酵液：将1)中制备的种子液，按5％接种量，接种至液体培养基，温度为30℃，培养48-72小时；