[发明专利]一种耐碱性纤维素酶的生产方法

说明书

本发明公开了一种耐碱性纤维素酶的生产方法，属于微生物发酵技术领域。方法为：将产碱性纤维素酶的黄杆菌接种至发酵培养基中，发酵培养。本发明的述黄杆菌生产的耐碱性纤维素酶最适温度和最适pH分别为50℃和8.0，水解纤维素能力强，产物以葡萄糖为主，酶活力达31.67U/mL，显著优于现有技术中的耐碱性纤维素酶。且本发明通过方法优化，所制备的耐碱性纤维素酶可适应pH7‑10范围内、温度40℃‑65℃范围内，酶活力最高值可达57.3U/mL。

技术领域

本发明涉及一株产耐碱性纤维素酶的黄杆菌用于发酵生产耐碱性纤维素酶的方法，属 于微生物发酵技术领域。

背景技术

木聚糖是植物细胞壁的主要成分之一，属于非淀粉多糖。作为半纤维素的一种，在自 然界中是含量仅次于纤维素的可更新多糖，存在于各种陆生植物的几乎所有部位。木聚糖 酶(endo-1,4-β-D-xylanxylanohydrolase,EC.3.2.1.8)是一类以内切方式降解木聚糖分子中 的β-1，4-木聚苷键的水解酶类。包括内切β-木聚糖酶、外切β-木聚糖酶和β-木二糖苷酶。 其主要水解产物为木二糖和木二糖以上的低聚木糖，还有少量木糖和阿拉伯糖[2]。他从 仅由β-1，4糖苷键连接的多聚糖线形分子到以α-糖苷键形成取代基支链的高度分枝的异质 多糖结构变化的范围很大[1]。木聚糖被水解后形成低木聚糖，通过微生物发酵后被广泛 使用。目前木聚糖的降解方法主要有物理处理、化学处理和生物降解三种基本方法。与物 理和化学降解法相比，生物酶(木聚糖酶)具有降解反应温和、水解过程能量消耗少、提 高产品质量及减少环境污染等优势。

在古代人们就已经在生产过程中间接地利用木聚糖酶：如酿酒、制作奶酪、烘焙面包、 修饰淀粉等。随着微生物筛选技术的进步，新研发的木聚糖酶菌株越来越多，用途范围进 一步扩大。在饲料行业中，木聚糖酶可降低小麦型日粮水溶性木聚糖导致的食糜黏性增高， 从而提高消化酶对底物的作用效率，同时木聚糖酶可作用于不溶性非淀粉多糖，破碎植物 细胞壁，并释放出营养物质；在酿酒和食品行业中应用也非常广泛，如木聚糖酶添加到面 粉中，可以改善面团的持水性、稳定性和对过度发酵的耐受性，提高入炉急涨性能，增大 烘烤后面包的体积，改善面包心质地，降低面包的老化速率，延长货架寿命。伴随着人类对于可持续性发展和环境的重视，1986年，Viikarri发现木聚糖酶在纸浆漂白和造纸工业中能够降低环境污染物品的用量，促使木聚糖酶在工业上用量明显增加，在1997-2002年期间，纸浆造纸业用酶由1.0亿美元增加到1.92亿元，增长率为16.2％，是所有酶制品行 业中增长率最快的。

近年来，木聚糖酶由于其在造纸工业中的用途而倍受关注，目前发现多种微生物可以 产生木聚糖酶，研究较多的是丝状真菌，如木霉属、曲霉属等；也有少数关于细菌产木聚 糖酶的报道，真菌来源的木聚糖酶多为酸性，细菌来源的木聚糖酶多为中性或偏碱性，现 有木聚糖酶多为酸性或者中性条件下活性较高，然而纸浆漂白是在高pH(碱性)条件下进行的，因而限制了现有木聚糖酶的推广应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种耐碱性纤维素酶的生产方法。

本发明提供的耐碱性纤维素酶的生产方法是通过以下方案实现的：

将产碱性纤维素酶的黄杆菌接种至发酵培养基中，发酵培养。

所述产碱性纤维素酶的黄杆菌为黄杆菌(Flavbacterium sp.)SX9-4，于《Screening of an Alkaline CMCase-Producing Strain and the Optimization of ItsFermentation Condition(碱 性CMCase生产菌的筛选及其发酵条件的优化)》中公开，出版物为Current Pharmaceutical Biotechnology(《当代药物生物技术》)，刊号：21，出版日：2020-01-21，周君美 等。

所述发酵培养基，其中的碳源包括CMC-Na、葡萄糖、麸皮中的一种或二种以上。