[发明专利]一株高产耐高温碱性木聚糖酶的菌株及生产方法

说明书

本发明属于生物工程技术领域，特别涉及一株高产耐高温碱性木聚糖酶的短小芽孢杆菌及生产方法。该菌株是由实验室保存的短小芽孢杆菌MJ3经NTG诱变后获得的，具体为短小芽孢杆菌(Bucillus pumilus)NGJ763，该菌株已于2020年9月18日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC NO.20671。有该菌株生产的木聚糖酶耐热、耐碱、酶活力高、性能稳定，并且可以有效地降解各种类型的木聚糖，而不降解纤维素，可以有效地漂白纸浆中的木聚糖部分而不影响纤维素部分，解决了现有木聚糖耐高温与耐碱性无法同时兼顾的问题，将在造纸和纺织工业的应用中显示出其巨大的潜力。

技术领域：

本发明属于生物工程技术领域，特别涉及一株高产耐高温碱性木聚糖酶的短小芽孢杆菌及生产方法。

背景技术：

木聚糖是植物半纤维素的重要组成成分,也是陆生植物细胞壁中一种最普通的半纤维素,除了纤维素以外,木聚糖是自然界中最丰富的多糖。

木聚糖酶主要是降解半纤维素木聚糖酶的一组酶的总称，它的酶系组成比较复杂，主要包括作用于主链的内切-1,4-β-木聚糖酶和β-木糖苷酶。前者主要是从主链的内部作用于木糖苷链，可以随机地将木聚糖主链降解成为短链的低聚木糖；后者主要是作用于短链的低聚木糖，从其非还原性末端释放出木糖。

碱性木聚糖酶可以应用于生物制浆、纸浆漂白、废纸脱墨处理、废纸二次纤维回收以及纸张表面处理等方面，特别是在纸张生物漂白中有巨大的应用潜力。木聚糖酶可以促使纸浆中残余的木质素降解和溶解性木质素抽除，这样不但可以提高纸浆的白度和稳定性，改善纤维的滤水性和造纸性能，还可以大大减少后续化学漂白剂的用量，进而降低纸浆漂白对环境的污染。在纺织工业中，碱性木聚糖酶可以有效地去除纺织印染产品上残留的杂质。

木聚糖酶在工业生产中有着广阔的应用前景，但是工业生产往往需要高温碱性条件下进行，这就大大限制了酶制剂在工业生产中的应用。因此，耐热耐碱性木聚糖酶在工业中有着巨大的应用前景。

发明内容：

为了解决上述技术问题，本发明将提供一株高产耐热耐碱性木聚糖酶的菌株，该菌株是由实验室保存的短小芽孢杆菌MJ3经NTG诱变后获得的，具体为短小芽孢杆菌(Bucillus pumilus)NGJ763，该菌株已于2020年9月18日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC NO.20671。

本发明的目的还在于提供一种发酵酶活力高、提取收率高、制造成本低的木聚糖酶的液态微生物发酵生产方法。本发明的目的可以通过以下措施来实现：

(1)液态发酵生产木聚糖酶

发酵罐发酵工艺条件：接种量2％，罐压0.05-0.08Mpa，培养温度36-38℃，转速200-800r/min，当pH升值7.2-7.3时开始补料，控制pH7.0-7.1，培养至70-73h，酶活增长缓慢，菌体开始部分自溶时放罐；

发酵结束时，发酵液酶活力为28000-30000U/ml；

(2)木聚糖酶的提取与精制

发酵结束后，按发酵液体积加入40％的水和0.3％氯化钙，加入3％珍珠岩助滤剂，进行板框压滤；用孔径为20kDa的超滤膜对澄清压滤酶液进行超滤浓缩；在浓缩液中加入稳定剂8％葡萄糖、氯化钠10％，防腐剂0.15％山梨酸钾，然后用硅藻土进行过滤除菌，即得到木聚糖酶成品酶制剂(“％”表示质量体积比)。

进一步地，发酵罐培养基组成如下：豆饼粉2％，水洗麸皮2％，玉米芯1.5％，玉米浆1.6％，磷酸氢二钾0.2％，硫酸镁0.25％，硫酸铵0.3％，硝酸钠0.8％，其余为水，pH7.0(“％”表示质量体积百分比)；

进一步地，发酵罐灭菌工艺条件：121℃-124℃，0.11-0.12MPa条件下，灭菌35min。