[发明专利]一种耐高温木聚糖酶的高产菌株及利用该菌发酵产耐高温木聚糖酶的方法及得到的酶

说明书

技术领域

本发明属于生物技术与工程领域，尤其是一种耐高温木聚糖酶的高产菌株及利用该菌发酵产耐高温木聚糖酶的方法及得到的酶。

背景技术

木聚糖酶(1，4-β-D-xylanase；EC3.2.1.8)是一种重要的工业用酶，在造纸工业、食品、能源、饲料以及环境等领域中显示了广阔的应用前景，特别是在纸浆生物漂白中的巨大应用潜力早已引起各界的高度关注。木聚糖酶处理各种浆料的作用是降解浆料中的木聚糖，使浆料中半纤维素的含量降低，并使纤维素细胞壁结构变得松弛，同时使与浆中残余木素连接的半纤维素降解，形成脱木素或有利于脱木素的状态。通过木聚糖酶的预处理，不仅可以提高纸浆的白度，降低打浆的能耗，改善浆料的强度性能，而且，可以减少后继工序漂剂的用量，降低废液的毒性，减轻环境污染。

目前，以无元素氯和全无氯漂白工艺为代表的纸浆绿色清洁漂白已经成为世界各国造纸业纸浆漂白发展的必然趋势，木聚糖酶酶法助漂新工艺已在欧洲和北美的30余家大型纸厂得到应用，成为生物技术在造纸工业应用最成功的一例。其中，加拿大已有约10％的硫酸盐法纸浆厂采用了该项新工艺。丹麦诺维信公司和美国山道斯化学公司等多家酶制剂厂商，纷纷推出了专门用于纸浆处理的木聚糖酶和纤维素酶新产品，但到目前为止，工业上用于纸浆漂白的木聚糖酶大多是中性偏酸的，最适反应温度大多在50℃左右，众所周知，纸浆蒸煮和漂白基本都是在高温和强碱的条件下进行的，使得现有的低温酸性木聚糖酶产品在此领域的应用受到了极大的限制，另外，在饲料和食品领域，木聚糖酶应用在饲料的造粒和食品的焙烤工序中，仍然要求所用的木聚糖酶在高温条件下能够保持较高的酶活，因此，研究开发耐高温的木聚糖酶产品将会带来良好的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种在高温下有良好的稳定性，适合造纸、食品和饲料等多个工业领域的应用的耐高温木聚糖酶的高产菌株，以及利用该菌发酵产高温木聚糖酶的方法。

本发明实现目的的技术方案如下：

一种耐高温木聚糖酶的高产菌株，分类命名为：坎皮纳斯类芽孢杆菌G1-1Paenibacillus campinasensis G1-1，菌种保藏号：CGMCC No.5023，保藏日期：2011年7月1日，保藏单位为：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。

一种耐高温木聚糖酶的高产菌株发酵产耐高温木聚糖酶的方法，按3％的接种量将该菌的液体种子接种于发酵产酶培养基中，37℃，180rpm摇瓶培养48h获得含耐高温木聚糖酶的发酵液；

所述发酵产酶培养基的成分为wt％：NaNO₃0.5，K₂HPO₄0.3、MgSO₄·7H₂O 0.03、MnSO₄·H₂O 0.002、FeSO₄·7H₂O 0.002、CaCl₂·2H₂O 0.002、桦木木聚糖0.5，pH7.0。

而且，该耐高温木聚糖酶分离步骤如下：

(1)发酵液4℃下、8000rpm、离心10min，取上清液；

(2)向发酵上清液中缓慢加入硫酸铵，使硫酸铵饱和度达到70％，4℃盐析过夜；

(3)将盐析过夜的发酵上清液4℃下、8000rpm、离心10min，取沉淀，用pH7.0的PBS缓冲液溶解沉淀，得到耐高温木聚糖酶粗酶液，备用；

(4)Octyl Sepharose Fast Flow疏水相互作用层析：将粗酶液硫酸铵饱和度调到40％，进行疏水相互作用层析，柱型：平衡液：含40％饱和度硫酸铵的0.02mol/L PBS缓冲液(pH7.0)；流速：2mL/min，上样后用饱和度为40％～0％的硫酸铵线性洗脱，收集活性组分，待下一步分离用；

(5)Sephadex G-75凝胶过滤层析：柱型：平衡液：0.02mol/L PBS缓冲液(pH8.0)；流速：0.5mL/min。收集活性组分，待下一步分离用；

(6)Q-Sepherose强阳离子交换层析：柱型：平衡液：0.02mol/L PBS缓冲液(pH8.0)；流速：2mL/min，上样后用含0～1.0M NaCl的平衡缓冲液进行线性洗脱，收集活性组分，备用；