[发明专利]一株高产耐高温酸性β-甘露聚糖酶的菌株及其应用

说明书

本发明属于微生物技术领域，特别涉及一株高产耐高温酸性β‑甘露聚糖酶的黑曲霉菌株及其应用。所述菌株为黑曲霉(Aspergillus niger)HNG26‑22，保藏编号为CGMCC NO.23221。利用该菌株进行工业化发酵生产的发酵酶活水平可达到12000‑13000U/mL以上，大大降低了生产成本，有利于β‑甘露聚糖酶的大规模应用，节能减排。所产β‑甘露聚糖酶具有耐高温、良好的pH稳定性和蛋白酶抗性等特点。更易在动物、家禽的胃和肠道中发挥作用，同时也在饲料应用中显示出其巨大的潜力。

技术领域：

本发明属于微生物技术领域，特别涉及一株高产耐高温酸性β-甘露聚糖酶的黑曲霉菌株及生产方法。

背景技术：

β-甘露聚糖酶(endo-1,4-β-D–mannanmanno hydroase EC 3.2.1.78)是一类能水解含β-1,4-D-甘露糖苷键的甘露聚糖的半纤维素酶，广泛存在于动植物和微生物中。其作用底物非常广泛，包括甘露聚糖、葡萄甘露聚糖、半乳甘露聚糖和半乳葡萄甘露聚糖等植物多糖。β-甘露聚糖酶是一种新型的酶制剂，它除具有一般非淀粉多糖酶类的作用——降解非淀粉多糖，降低肠道粘度，促进营养物质的消化吸收外，还是一种多功能的促进剂，可以促进胰岛素生长因子的分泌，促进蛋白质的合成，促进生长。同时还可以促进动物肠胃中有益菌的生长而抑制有害菌的繁殖，提高动物免疫力及成活率。近年来β-甘露聚糖酶的研究日益受到重视，已在饲料、食品、石油开采等领域得到了广泛的应用。

已报道的产β-甘露聚糖酶的微生物包括：细菌中的芽孢杆菌、假单胞菌、弧菌；真菌中的曲霉、木霉、青霉；酵母菌和放线菌中的链霉菌等。微生物是β-甘露聚糖酶的主要来源，各种微生物产生甘露聚糖酶的条件和所产酶活性的高低、酶的性质等均有所不同。目前，国内外对来源不同菌种的β-甘露聚糖酶的研究、生产和应用多集中在碱性和中性酶方面，而在饲料中应用的甘露聚糖酶，需要在酸性条件下具有较高活性，因此，酸性β-甘露聚糖酶的研究与开发在饲料工业应用中有重要意义。

β-甘露聚糖酶在工业化应用时，经常会涉及到高温处理过程，而导致酶失活。因此，为满足各种工业应用要求，提高β-甘露聚糖酶的耐高温性能一直是急需解决的问题。而在饲料中应用的甘露聚糖酶，需要在酸性条件下具有较高活性，因此耐高温酸性β-甘露聚糖酶的研究与开发在饲料工业应用中具有重要意义。

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高温酸性β-甘露聚糖酶的菌株，该菌株是由实验室保存的黑曲霉菌株HQM-2经NTG诱变后获得的，具体为黑曲霉(Aspergillus niger)HNG26-22，该菌株已于2021年8月25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.23221。

本发明还提供黑曲霉(Aspergillus niger)HNG26-22在生产β-甘露聚糖酶中的应用，特别是提供一种发酵酶活力高、提取收率高、制造成本低的β-甘露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β-甘露聚糖酶

发酵罐发酵工艺条件：接种量1.5-2.5％，罐压0.05-0.08MPa，培养温度32-34℃，转速200-800r/min，当溶氧降至最低再升至30-35％时开始补料，控制溶氧20-30％(初始补料量为300g/h，当溶氧低于20％时减少补料量，当溶氧高于30％时增加补料量，根据溶氧情况适当调整补料量)，培养至110-130h左右，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12000-13000U/mL；

(2)β-甘露聚糖酶的提取与精制