[发明专利]一株高产耐热碱性纤维素酶的菌株及生产方法

说明书

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一株高产耐热碱性纤维素酶的芽孢杆菌突变菌株及生产方法。所述菌株具体为芽孢杆菌(Bacillus sp.)AC‑77，保藏编号CGMCC No.20674。该菌株通过NTG诱变获得，所产碱性纤维素酶平均摇瓶发酵活力为76U/mL，发酵罐酶活力在150U/mL以上，所产纤维素酶具有较高的耐热性和耐碱性，同时具有更高的耐碱性内切酶活性及更低的滤纸及外切纤维素酶活性，其滤纸酶、外切纤维素酶及β‑葡萄糖苷酶的活性均较低。可广泛应用到中性和碱性工业生产中，在制浆造纸、天然纤维素织物的水洗整理及洗涤剂等行业中具有良好的应用前景。

技术领域：

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一株高产耐热碱性纤维素酶的芽孢杆菌及生产方法。

背景技术：

纤维素是地球上分布最广泛、蕴藏量最丰富的可再生有机资源。天然纤维素由排列规则、整齐的结晶区和相对不规则、松散的非结晶区(无定形区)组成，微生物能够产生大量的酶来降解和修饰自然界中的纤维素，将天然纤维素转化为饲料、化工等原料。其中，纤维素酶是能将纤维素水解成还原糖的一类酶系的总称，且酶与酶之间具有协同作用。

碱性纤维素酶是纤维素酶系的一个组分，即羧甲基纤维素酶(CarboxymethylCellulase，CMCase)，也称内切酶，最早于20世纪70年代由日本学者从芽孢杆菌的培养物中发现，在碱性条件下具有较高的活性和稳定性，它不含有纤维素酶系的其它两个组分(外切β-1,4-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶)，主要对天然纤维中占10％左右的非结晶区的纤维素分子起作用，对结晶区纤维素水解活力很低，不会明显降低纤维的强度，因此在纺织、洗涤剂、废水处理和制浆造纸等行业中具有很好的应用前景。特别地，碱性纤维素酶的研究和应用已经渗透到制浆造纸工业的许多方面。碱性纤维素酶因其具有对废纸适应性强、处理条件温和等优势，应用于酶法废纸脱墨和二次纤维的酶改性等过程中可以有效解决废纸利用过程中的环保问题和纤维质量下降问题。利用碱性纤维素酶进行的酶促打浆不仅能够降低打浆能耗，而且可以增加纤维产量，改善纸张的成纸性能。

碱性纤维素酶主要由在碱性环境中生长的嗜碱性细菌、放线菌和链霉菌产生。其中，由于芽抱杆菌的抗逆性强，在耐酸、耐碱、耐高温等方面具有明显优势，其所产的酶在碱性和高温等极端环境条件下同样具有很大的优势，因此利用芽孢杆菌生产碱性纤维素酶已成为碱性纤维素酶研究领域的一个重要方向。目前研究较多并具有工业化生产价值的是嗜碱性芽孢杆菌，其所生产的碱性纤维素酶最适作用pH范围在8.0-11.0，最适作用温度为45℃。但是，碱性纤维素酶的生产目前仍存在很多问题，如酶活力不高、发酵水平低、酶系组成不合理等，严重限制了碱性纤维素酶的工业应用。因此，产量高、酶系合理、耐热性好及pH使用范围宽的产纤维素酶菌株的筛选及其发酵工艺的研究，对指导碱性纤维素酶制剂的生产具有重要意义。

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碱性纤维素酶的芽孢杆菌突变菌株。

所述芽孢杆菌具体为芽孢杆菌(Bacillus sp.)AC-77，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，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，邮编100101，保藏编号为CGMCC No.20674。

所述芽孢杆菌(Bacillus sp.)AC-77是通过NTG诱变的方式获得的高产耐热碱性纤维素酶菌株。

所述芽孢杆菌(Bacillus sp.)AC-77摇瓶发酵产碱性纤维素酶的方法具体如下：

将种子液按2％-5％接种量转接至摇瓶发酵培养基中，36℃-37℃，摇床转速200-220r/min条件下培养48-54h。将发酵液在4-6℃、8000-9000r/min条件下离心10-15min，收集上清液即得到碱性纤维素酶粗酶液。