一種麴黴纖維素酶菌種的製備方法

2023-06-24 19:53:56

專利名稱：：一種麴黴纖維素酶菌種的製備方法
技術領域：
：本發明涉及的是一種麴黴纖維素酶菌種的製備方法及這種菌種在釀造工業中的應用，具體地說是提供一種被稱為EA181的麴黴纖維素酶變株的生產方法及利用所生產的麴黴纖酶EA181在釀造工業中的實際應用。近二十年世界各國對纖維素酶的研究進展較快，日本已在食品加工、釀造、醫藥、化工等方面獲得廣泛應用。美國、巴西、印度、蘇聯等國開展利用纖維素酶水解工業廢纖維發酵酒精的研究已進入中試階段，但是所用纖維素酶活力較低。我國曾在白酒生產、醬油釀造、食品加工與提高粗飼料營養價值等方面進行過纖維素酶的應用研究。但由於菌種活力較低，成本較高，菌種多屬木黴，有毒性嫌疑，在食品發酵工業中未獲得實際應用。本發明的目的是提供一種製備高活力纖維素酶菌種的方法，並將所製備的高活力菌種應用於食品釀造工業的生產中。本發明的麴黴纖維素酶菌種從具有纖維素酶活性的野生菌株分離、篩選出菌株，稱原菌株，對其進行紫外線、秋水仙鹼、硫酸二甲脂，亞硝酸及亞硝基胍中二種或多種過程。連續誘變處理而獲得的一種高活性纖維素酶變株。這種原菌株菌落特徵為在查氏瓊脂25℃7天菌落直徑4.0～4.6cm，中間灰白色、邊緣褐色、絨毛狀，從中心到邊緣均有溝紋，背面中央淺褐色，邊緣白色，10天菌落5.5～6.0cm，邊緣淡紫色與形成黑色分生孢子，中央白色帶淺黃，14天部分中心區孢子也呈黑色，背面中央淺褐色，邊緣白褐色。分生孢子頭成束，頂端散開，部分分叉，分生孢子梗光滑無色，小梗單層，淺褐色，頂囊淺褐色16-24×18-28μ，分生孢子圓形，黑色有明顯小刺，根據麴黴鑑定手冊(Raper.K.B.etal.thegenusAspergillus.Williamasandwilkinsco.Baltimore.293～3441965)此菌株鑑定為黑麴黴群(AsPergillusniger)，日本麴黴(Aspergillusjaponicus)。由這種原菌株經誘變育種而得到的本發明製備的新的高活力麴黴纖維素酶EA181變株現，寄存在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，登記入冊的編號為160。EA181變株培養特徵為生成較原菌株慢，在查氏瓊脂25℃7天菌落直徑3.5～4.0cm，背面淡黃色，10天，菌落5.5～6.0cm，中間白色轉灰黃，帶淡紫色，有放射狀溝紋，14天中間淡紫色，邊緣孢子呈器色。此菌株最適產酶培養基成分為以花生秸、苞米秸、穀草、稗草粉為碳源，用麩皮作氮源，再加以不同無機氮作補充氮源配成的營養鹽溶液PH5.9～6.2進行固態培養EA181變株均能良好生長。但酶活性以穀草粉為碳源，硝酸銨、硝酸鈉或硫酸銨的一種或二種混合無機鹽溶液為補充氮源配成的培養基為最佳成份，且麩皮佔固體粉料10～40%(重)，營養鹽溶液中無機氮含量佔總N量0.1～1%(重)，其較佳用量為0.2～0.4%(重)。此外，最適產酶PH值為5.9～6.2，溫度為28～30℃，培養時間為120～150小時。為測酶活性，對固態曲酶活性測定是先將2克生成好的三角瓶固態曲，加水40ml，於30℃保溫1小時，過濾得1∶20酶提取液，用DNS定糖的方法測定此酶液分解CMC(羧甲基纖維素鈉)、濾紙、棉花與β-葡萄糖苷(水楊苷)酶活性，液體曲是直接用濾紙過濾同上法測定酶活性。下面通過實例進一步說明本發明提供的新EA181變株的製備過程和在釀造工業上的應用。實例1麴黴原菌株誘變、育種對麴黴原菌株進行紫外線、秋水仙鹼、硫酸二甲酯等連續誘變處理可獲得高活性麴黴纖維素酶EA181，其誘變處理過程對變株酶活性的影響如表1。表1不同誘變處理對變株酶活性的影響由表1所示結果，原菌株經連續誘變處理累計提高分解CMC與濾紙酶活性3倍，棉花酶活性3.7-3.9倍，本發明選定最後處理得到的變株為EA181。實例2，EA181變株製備用實例1得到EA181變株菌株，以穀草粉7克，麩皮3克，營養鹽溶液(NaNO3和(NH4)2SO4分別取溶液重量的1.5%，0.8%)25ml配成培養基，PH5.9～6.2，菌株培養120～140小時。得到產品EA181變株酶活性測定為，該酶分解CMC，濾紙，棉花及水楊苷酶活性分別為7600～8100;270～310;380～410及2300～2600mg葡萄糖/gh。實例3，EA181變株毒性試驗利用實例2製備出的EA181麴黴纖維素酶進行毒性試驗，試驗小白鼠10隻，試驗前停食24小時，按各小白鼠重發給以80g/kg的劑量製成飼料分籠飼養4小時後含藥料塊全部食完，觀察7天，被試驗小白鼠無任何毒性反應，飲食正常，毛色有光澤，體重增加，證明此菌酶製劑無毒性。實例4，EA181麴黴用於果汁提取試驗條件先把果品用組織搗碎器打漿，桔子與葡萄為原汁漿，蘋果加20%水打漿，然後取果漿200～250g，加酶液4～10ml(固態曲加4倍水提取)，對照加等體積水，28～50℃保溫4～5小時，用多層紗布手擠壓汁。試驗結果列於表2，在5%酶液用量(對果漿比)條件下提高桔子汁產率15.2%，蘋果汁10%，葡萄汁7.5%，果汁糖度也有所增加。表2EA181曲酶對提取果汁產率的影響實例5EA181麴黴用於酒精發酵試驗條件苞米麵60g，加220ml水，在水溶中糊化成漿狀，冷卻至70℃，加澱粉酶液化半小時，1kg/cm2滅菌30分鐘，加糖化酶0.2g纖維素酶曲0.6g，對照只加糖化酶，50℃保溫1小時，冷卻後接種液體酵母菌種13.5ml，不同培養時間取樣測定發酵液酒精含量，殘糖及PH。其結果如表3。表3EA181曲酶對酒精發酵產率的作用由表3所示結果，加EA181曲酶的酒精發酵比對照旺盛，發酵周期明顯縮短，30小時發酵已趨終止，酒精含量達到高峰，此時發酵液的酒精含量為9.17/，對照為7.44%，提高產率23.3%。此外，EA181曲酶不僅提高了發酵原料的利用率，而且還提高了發酵糖的利用速度。由上述實例，本發明方法製備出的曲酶EA181變株，具有較高的活性，其製備過程簡單、且成本低。此外，這種新曲酶變株無毒，在提取果汁與酒精發酵等食品業使用可顯著提高產率，例如可提高桔子汁產率15.2%，蘋果汁10%，葡萄汁7.5%，酒精發酵產率7.2%，白酒產率7～8%具有明顯的經濟效益。權利要求1.一種麴黴纖維素酶菌種的製備方法，其特徵在於該菌株是從具有纖維素酶活性的野生菌株分離，篩選出菌株，對其進行紫外線，秋水仙鹼、硫酸二甲脂、亞硝酸及亞硝基胍中二種或多種過程連續誘變處理而獲得的一種高活性纖維素酶變株，此菌株鑑定為黑麴黴群，日本麴黴，該菌株寄存在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，登記人冊的編號為160；該菌株可在以花生秸、苞米秸、穀草、稗草粉為碳源，用麩皮作氮源再加以不同無機氮作補充氮源配成的營養鹽溶液配成的培養基中生長產酶。2.按照權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述的培養基成分中碳源最好採用穀草粉，且麩皮與固體粉料10～40%(重)。3.按照權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述培養基成分中營養鹽溶液中無機氮含量佔氮量0.1～1%(重)，其較佳用量為0.2～0.4%(重)。4.按照權利要求1所述的製備方法，其特徵在於菌株生產過程中最適產酶PH值為5.9～6.2，溫度為28～30℃，培養時間為120～150小時。5.一種利用權利要求1所述方法製備出的麴黴纖維素酶的應用，其特徵在於該菌株可用食品釀造工業，例如可用於提高果汁提取率，酒精發酵率和白酒產率。全文摘要一種被稱之為EA181的麴黴纖維素酶變株的生產方法是從野生菌株分離，篩選出菌株，進行紫外線，秋水仙鹼，硫酸二甲酯等連續誘變處理而獲得的一種高活性麴黴變株。該麴黴被鑑定為黑麴黴群，日本麴黴(Aspergillusjapohicus)。適合EA181變株的最適產酶培養基成分為，穀草粉、麥皮及營養鹽溶液(硝酸銨、硝酸鈉、硫酸銨等)。EA181曲酶不僅活性高，製備過程簡單，且無毒。在提取果汁與酒精發酵等食品業使用可顯著提高產率，可提高桔子汁產率15.2％，蘋果汁10％，葡萄汁7.5％，酒精發酵產率7.2％，白酒產率7～8％，具有明顯的經濟效益。文檔編號C12N1/14GK1062167SQ9010645公開日1992年6月24日申請日期1990年12月5日優先權日1990年12月5日發明者王義甫,唐桂馥,陳源,張道海申請人:中國科學院瀋陽應用生態研究所