[发明专利]一株产中性生淀粉酶的阿氏芽孢杆菌

说明书

本发明公开了一株产中性生淀粉酶的阿氏芽孢杆菌，属于生物工程技术领域。所述高产中性生淀粉酶的野生芽孢杆菌菌株筛选自广西木薯田浅层土壤。本发明所述菌株保藏在湖北省武汉市武汉大学中国典型培养物保藏中心，其保藏编号为CCTCC M 2017320。该菌株培养条件简便，发酵周期短,酶活力高；所产生淀粉酶为中温、中性酶，最适温度和最适pH分布为50℃和7.0，水解生淀粉能力强，产物以麦芽糖为主。在淀粉糖、发酵、食品和饲料等工业领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一株产中性生淀粉酶的阿氏芽孢杆菌，属于生物工程技术领域。

背景技术

淀粉是自然界储量最丰富的碳水化合物之一，不仅是人和动物的主要营养来源，还是重要的工业原料。淀粉既能用来生产葡萄糖、麦芽糖等淀粉糖，也能用来生产氨基酸、有机酸、白酒、啤酒、酒精、食醋等发酵产品。淀粉是以葡萄糖为单元组成的多糖，在工业应用中，首先需要将其酶解成单糖或寡糖。根据用于酶解的淀粉底物是否经过糊化，酶解工艺一般分为两类：高温蒸煮工艺和生料酶解工艺。高温蒸煮工艺中，淀粉首先需要经过高温蒸煮(95-115℃，甚至更高温度)进行糊化和液化，以利于后续酶解糖化的进行。该工艺需要消耗大量的能源，以酒精发酵为例，高温蒸煮的能耗超过整个酒精生产过程所耗能源的三分之一。

与高温蒸煮工艺不同，生料酶解(生料发酵)是指将未经蒸煮或处理的生料淀粉颗粒用生淀粉酶直接进行糖化，该过程无需淀粉糊化工序，因此可以降低能源消耗、节省投资和运行成本，在酒精发酵、白酒、黄酒和食醋的生料酿造工业中具有广阔的应用前景。近年来备受国内外学者的关注。

生料酶解的关键酶制剂是生淀粉酶，该类酶可以水解生淀粉颗粒。目前，生淀粉酶来源主要有两类。第一类来源于真菌，如Aspergillus niger、Rhizopus oryzae、Aspergillus kawachi等。该类生淀粉酶是由真菌α-淀粉酶和真菌糖化酶复配而成的复合酶，最适pH一般为4.5-5.0左右。二者具有互补和增效活性，可以在温和条件下破坏淀粉颗粒的晶体结构。其中，糖化酶通过外切作用能够在淀粉表面形成无数个小孔，并使孔洞变深，而α-淀粉酶通过内切作用进一步拓宽淀粉孔洞。第二类生淀粉酶来源于细菌。研究发现，某些细菌(如Bacillus cirulans、Paenibacilluspolymyxa)，可以产生特殊的淀粉酶，最适pH一般为7.0左右。这类淀粉酶在无其他酶的协助的情况下，就可以水解生淀粉颗粒，在淀粉颗粒上形成孔洞，生成多孔淀粉和还原糖。

在工业发酵中，细菌被广泛用于L-乳酸、谷氨酸、赖氨酸、大宗酶制剂等产品的发酵生产。目前，这些大宗发酵产品的生产一般采用高温蒸煮，导致耗能大、成本高；如果能够利用合适的生淀粉酶与细菌协同作用，进行边糖化边发酵，将进一步降低能耗和成本，提高产品附加值。常见的工业用细菌菌株有乳酸菌、芽孢杆菌、谷氨酸棒杆菌、大肠杆菌等，它们的最适发酵pH一般为中性，在pH 7.0左右。然而，已有的生淀粉酶主要是来自真菌的酸性酶，最适pH一般为4.5-5.0左右，与细菌最适发酵pH相差较大。将细菌与来自真菌的酸性生淀粉酶同步糖化发酵，需要在pH控制上做出妥协，pH一般控制在5.5-6.0。该pH不是任何一方的最佳条件，因此会造成酶活力损失或者菌种活力不够，导致酶解或发酵效果不佳。如何克服现有技术的不足，加快开发高活性中性生淀粉酶已成为当今本领域中亟待解决的难题之一。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一个目的是提供一株阿氏芽孢杆菌(Bacillusaryabhattai)GEL-09，已于2017年6月9日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC No:M2017320，保藏地址为中国，武汉，武汉大学。

本发明的第二个目的是提供一种生淀粉酶的生产方法，所述方法是将所述阿氏芽孢杆菌接种至培养基中，于33～37℃培养48～120h。

在本发明的一种实施方式中，所述培养基的碳源包括木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、麦芽糖中的至少一种，氮源包括有机氮源。