[发明专利]一种产高温多聚半乳糖醛酸酶的草酸青霉菌菌株及其应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术和工程领域，特别涉及从自然界中富含果胶类物质的环境中筛选、分离、纯化得到一株能产高温多聚半乳糖醛酸酶的草酸青霉菌菌株（Penicillium oxalicum）。

技术背景

    果胶是一种主要由D-半乳糖酸经α-（1，4）-糖苷键聚合而成的多糖类物质，广泛存在于高等植物组织中，尤其在果实，茎块，浆果中含量最为丰富,是细胞间层和初生细胞壁的重要组成部分。一直以来，果胶类物质的降解吸引着国内外学者广泛关注和研究，特别是在果蔬汁加工工业中，果胶类物质的存在会使液体的粘度增加，对果蔬汁的澄清度，过滤性能，出汁率等都会造成严重影响。

果胶酶是一类能够降解果胶类物质的复合酶的总称。其广泛存在于细菌、真菌、放线菌以及动植物中。按照作用底物以及反应方式的不同，果胶酶大致可以分为原果胶酶、果胶酯酶、多聚半乳糖醛酸酶和果胶裂解酶。原果胶酶主要作用于不容性的原果胶，使其变成高聚合度的可溶性果胶；果胶酯酶主要通过水解果胶上的甲氧基而使果胶脱脂；多聚半乳糖醛酸酶和果胶裂解酶则分别通过水解作用和反式消除作用使果胶主链上D-半乳糖醛酸之间α-（1，4）-糖苷键发生断裂，使高聚合度的果胶发生解聚。

果胶酶是一类具有重要应用价值复合酶，是全球产销量最大的工业酶制剂之一，主要应用食品加工工业特别是果蔬汁、果酒的加工，能够显著提高压榨果蔬汁的出汁率，降低果汁果酒的粘度，增加澄清效果，从而保证果汁果酒的品质。多聚半乳糖醛酸酶是果胶酶的重要组成部分，也是一直以来人们研究最多的一种果胶酶。它通过外切和内切的方式水解聚半乳糖醛酸（果胶酸）的糖苷键，隶属于糖苷水解酶 28 家族（GH28）。多聚半乳糖醛酸内切酶（endo-PG）只能裂开与羧基相邻的糖苷键，以随机的方式水解聚半乳糖醛，生成一系列的寡聚半乳糖醛酸，使底物的粘度迅速降低；多聚半乳糖醛酸外切酶（exo-PG）则从聚半乳糖醛酸非还原末端切下1-2半乳糖醛酸残基，生成二半乳糖醛酸或半乳糖醛酸单体。

来源于微生物的多聚半乳糖醛酸酶是工业应用中最重要的一种果胶酶，在果汁制造，果酒酿造、饲料加工、麻类脱胶、造纸等行业均有大量的报道。能产多聚半乳糖醛酸酶的微生物主要有曲霉、青霉、根霉、镰刀霉等属中的一些种。虽然国内外文献均对这些种属所产的多聚半乳糖醛酸酶的酶学特性已经报道很多，然而，随着果胶酶需求量和重要性的日益增加，筛选新的具有潜在应用价值的果胶酶生产菌株仍极为必要。

具有高温反应特性的多聚半乳糖醛酸酶在工业应用（特别是果汁加工）中尤其重要。因为高温不仅能够减少有害的微生物的污染，而且还可以降低处理液的粘度，从而使剪切力及抽运、离心、过滤费用减少。目前，能够产具有高温反应特性的多聚半乳糖醛酸酶的微生物种属报道相对较少，而能够直接产该类复合酶的草酸青霉菌菌株更鲜有相关文献报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够产具有高温反应特性的多聚半乳糖醛酸酶的微生物菌株及其在多聚半乳糖醛酸酶发酵生产方面的应用。

本发明的方案为：一种产高温多聚半乳糖醛酸酶的草酸青霉菌菌株，该菌株保藏编号为CCTCC No.M2013627。该菌株是发明人用微生物学手段从柑橘园土壤中分离选育得到，已于2013年12月03日保藏于的中国典型培养物保藏中心，该中心位于中国湖北省武汉市武昌区珞珈山路16号武汉大学，保藏编号为CCTCC No.M2013627。该菌株经biolog微生物自动鉴定系统鉴定后，确定其为草酸青霉菌（Penicillium oxalicum）。其ITSDNA序列与Genbank核酸数据库所列的Penicillium oxalicum strain a1s2_d38 菌株的ITSDNA序列（KC344971.1），Penicillium oxalicum strain 114-2 菌株的ITSDNA序列（KF152942.1）具有99%的序列同源性。

作为本发明的进一步限定，所述的草酸青霉菌菌株发酵产得高温多聚半乳糖醛酸酶的催化反应温度为55-65℃，在55-65℃条件下保持85%以上的酶活力。

作为本发明的进一步限定，所述的草酸青霉菌菌株发酵产高温多聚半乳糖醛酸酶稳定期为发酵培养开始后第36-72小时。

一种产高温多聚半乳糖醛酸酶的草酸青霉菌菌株的应用，保藏编号为CCTCC No.M2013627产高温多聚半乳糖醛酸酶的草酸青霉菌菌株在高温多聚半乳糖醛酸酶发酵生产方面的应用。