[发明专利]一种米曲霉发酵酶液的提取物及其应用

说明书

本发明属于微生物技术领域，公开了一种米曲霉发酵酶液的提取物及其应用。所述米曲霉发酵酶液的提取物是由米曲霉HML366通过发酵培养，再经过浸提、过滤并离心得到粗酶液，取粗酶液中的上清酶液使用纤维素超滤柱浓缩和阴离子交换层析纯化制备而得。本发明由米曲霉HML366发酵酶液得到的提取物，同时具有葡聚糖外切酶和葡聚糖内切酶活性，酶活性高，耐高温，宽pH耐受范围，可以显著提高纤维素酶系的降解能力，改善纤维素酶系的协同作用。

技术领域

本发明属于微生物技术领域，尤其涉及一种米曲霉发酵酶液的提取物及其应用。

背景技术

植物纤维素是地球上最丰富、最廉价的可再生资源，植物每年通过光合作用，能产生高达15.5×10¹⁰ 吨纤维素类物质，其中纤维素、半纤维素的总量为8.5×10¹⁰吨。纤维素是植物（包括某些真菌和细菌）的结构多糖，是它们细胞壁的主要成分。木材的大于50%，麻纤维的70-80%，棉纤维的90-98%。木质纤维素是由D-葡萄糖借β-（1,4）糖苷键连接的直链多糖，纤维素多糖可以被酶水解糖化降解成为葡萄糖，最终经生物转化生成乙醇，经过蒸馏就可以得到洁净的乙醇作为能源，代替不可再生的石油资源。

纤维素酶系是一组协同作用降解纤维素生成葡萄糖的酶的总称，根据各种酶的作用不同主要分为三类：

(1) β-葡聚糖内切酶（EC 3.2.1.4，endo-1,4-β-D-glucanase，EG）：可结合在纤维素链内部的非结晶区的任何部位随机水解β-1，4糖苷键，切断纤维素链产生有非还原端的小分子纤维素，主要产物是纤维二糖、纤维三糖和纤维寡聚糖等。

(2)葡聚糖外切酶（EC 3.2.1.91，exo-1,4-β-D-glucanase，CBH）：葡聚糖外切酶是纤维素酶系中的重要组分，在天然纤维素的降解过程主导作用，从纤维素链的末端水解β-1，4糖苷键，依次切下纤维二糖分子，生成葡萄糖、纤维寡聚糖和纤维二糖。葡聚糖外切酶可以从线状分子的纤维素水解切下纤维二糖单位，故又称为纤维二糖水解酶（cellobiohydrolase）。

(3) β-葡萄糖苷酶（EC 3.2.1.21，β-1,4-glucosidase，BG）：β-葡萄糖苷酶将纤维二糖或其他可溶性的纤维寡糖水解成葡萄糖分子，也称纤维二糖酶。纤维寡聚糖和纤维二糖对内切葡聚糖酶和葡聚糖外切酶具有强烈的抑制作用，β-葡萄糖苷酶可以消除纤维二糖对内切葡聚糖酶和葡聚糖外切酶的反馈抑制作用，提高纤维素酶的降解效率，在纤维素的降解中起着非常关键的作用。

在这三类酶的协同作用下，纤维素最终被降解为葡萄糖。在植物纤维素中，结晶状的纤维素微纤丝紧紧的被木质素和半纤维素包裹着，木聚糖酶可以降低纤维素生物质颗粒的大小和机械晶格，破坏秸秆中的纤维素、半纤维素与木质素的结构，使之松散。自然界中有产纤维素酶的微生物主要是霉菌和细菌，目前用于生产纤维素酶的菌种主要有木霉属(Trichoderma)、青霉(Penicillium) 、曲霉属(Aspergillus) 的菌种。应用最广的纤维素酶生产菌是木霉属(Trichoderma)菌种，但木霉属菌种常常存在β-葡萄糖苷酶活力较低的不足，导致纤维二糖积累，降低酶解效率。由于目前的纤维素酶普遍存在着酶活力低、成本高的缺陷，用木质纤维素生产燃料乙醇至今不能真正实现工业化，开发新的纤维素酶资源一直是研究热点。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种米曲霉发酵酶液的提取物及其应用，所得提取物同时具有葡聚糖外切酶和葡聚糖内切酶活性，耐高温，宽pH耐受范围，在纤维素水解糖化应用上具有良好的应用潜能。

本发明采用的技术方案如下：

一种米曲霉发酵酶液的提取物，所述提取物是由米曲霉HML366通过下述步骤制备得到：