[发明专利]一种黑曲霉菌株及其应用

说明书

技术领域

本发明属于发酵工程与生物技术领域，尤其涉及一种高产阿魏酸酯酶的黑曲霉菌株及其应用。

背景技术

阿魏酸酯酶，包括肉桂酸酯酶和肉桂酸水解酶，是羧酸酯酶的一个亚类，指能水解阿魏酸甲酯、低聚糖阿魏酸酯和多糖阿魏酸酯中的酯键，将阿魏酸游离出来的酶，有利于植物细胞壁的降解和多糖的释放。MackenzieC R等于1987年在培养橄榄色链霉菌(Streptomyces olivochromogenes)时第一次观测到阿魏酸酯酶可以使麦麸释放阿魏酸。从那以后，人们认识到阿魏酸酯酶是半纤维素水解酶。研究表明真菌和细菌都能分泌阿魏酸酯酶，但到现在为止，大多数的阿魏酸酯酶都是从真菌而不是细菌中分离的。包含大量酯化阿魏酸的复合碳源如去淀粉麦麸、玉米皮、啤酒糟和甜菜渣等最适合用来产生阿魏酸酯酶。在哺乳类动物的细胞中也检测到阿魏酸酯酶的活性，但这些酶还没有被分离纯化，蛋白序列需要与微生物酶进一步的比较。用阿魏酸酯酶处理植物性原料在食品、饲料和造纸等工业中有着光明的前景。

植物细胞壁是一个由多糖网络组成的三维结构图，这些多糖包括纤维素，半纤维素，木质素等，它们之间通过羟基肉桂酸类酯键相连，所以在植物细胞壁中存在大量的酚酸化合物。在食品工业通过阿魏酸酯酶降解植物细胞壁，可以得到大量酚酸化合物。酚酸化合物由于具有强大的抗氧化功能，已愈发的受到人们的关注，尤其是阿魏酸，它不仅可以作为抗氧化剂，还具有一些生理作用，如抗血栓，抗癌等，同时它还可以作为合成香兰素的前体。

在饲料工业中阿魏酸酯酶可以打破半纤维素和木质素之间相互的交联，从而使细胞壁的机构变得疏松，可以作为添加剂加快动物对食物的降解速度，同时还能加深动物对饲料的利用程度，减少营养物质的流失。在造纸工业可以部分地去除木质素，减少化学漂白剂的使用量，增加了纸浆的白度，使纸的质量进一步提高。

目前国内也有利用微生物发酵产阿魏酸酯酶的报道，CN102286442A公开了利用烟曲霉发酵生产阿魏酸酯酶，并取得了一定效果，但总体来说现有工艺产酶水平较低，发酵原料需要经过特殊的前处理，对产酶微生物的发酵特性、营养特性和发酵技术并未进行系统的研究，这也就限制了阿魏酸酯酶在实际工业中的应用。因此探索酶活高、安全的阿魏酸酯酶产生菌显得很有必要，具有极大的研究和开发价值。

发明内容

本发明提供了一种黑曲霉菌株，解决现有工艺产酶水平低，发酵原料需经特殊前处理的问题。

一种黑曲霉菌株，命名为黑曲霉(Aspergillus niger)ZJUQH2012147，该菌株已于2012年05月23日保藏在位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称为CGMCC)，保藏编号为CGMCC No.6152。

该菌株属半知菌亚门，丝孢纲，丝孢目，曲霉属，在麦芽汁琼脂培养基(MEA)上生长较快，25℃黑暗条件下培养7天，菌落直径58-61mm，质地绒状；分生孢子头黑褐色，初期球形，后期开裂，菌落背面无任何色素；菌株具有足细胞，分生孢子梗高大，宽7.5-12.8μm，壁光滑，顶囊球形，大部分表面可育，产孢结构双层，分生孢子近球形，浅到褐色，具小刺，3.0-5.5μm。未见有性孢子。

本发明还提供了所述黑曲霉ZJUQH2012147在生产阿魏酸酯酶中的应用。

具体可以包括以下步骤：

(1)将黑曲霉ZJUQH2012147接入种子培养基进行增殖培养，获得种子液；

(2)将种子液接入发酵培养基进行发酵培养。

培养条件影响菌株的繁殖能力以及产酶能力，所述增殖培养条件选择为：温度25～30℃，时间100～200小时；更优选为，温度28℃，时间144小时。

所述发酵培养条件可以为：温度25～30℃，时间100～200小时；更优选为，温度28℃，时间120小时。

发酵完成后，阿魏酸酯酶存在发酵液中，通过常规酶分离方法即可实现分离纯化。

所述发酵培养可以是摇床培养，也可以是利用发酵罐工业化大规模培养，当采用摇床培养时，摇床转速优选为100～200r/min。

以1L体积计，所述发酵培养基包括：碳源20～40g，无机盐5～10g，氮源5～20g，所述碳源为豆粕、麦麸、玉米棒和玉米杆中的至少一种，优选为豆粕、麦麸或它们的混合物。该些复合碳源含有大量酯化阿魏酸，适于生产阿魏酸酯酶。