[发明专利]一种高产纤维素酶的密丝明孢曲霉及其发酵方法与应用

说明书

本发明公开了一种高产纤维素酶的密丝明孢曲霉Sartorya Vuill W‑10，保存编号为CGMCC No.11991。本发明通过密丝明孢曲霉(Sartorya Vuill W‑10)发酵可以获得高产的纤维素粗酶液，其中纤维素酶的滤纸酶活力可达到1.26U/ml；将发酵得到的纤维素酶应用于生物乙醇制备中，可以有效提高秸秆残渣酶解率和乙醇产量，具有一定的应用价值。本发明不仅生产成本低，乙醇得率高，有利于生物乙醇的商业化应用与实施，同时也为废弃生物的综合利用提供了一条途径。

技术领域

本发明属于微生物发酵工程技术领域，涉及一种能够实现纤维素酶高产的密丝明孢曲霉以及采用该密丝明孢曲霉进行发酵生产纤维素酶的方法。

背景技术

秸秆等木质纤维素废弃物的资源化利用不仅能够降低其对环境的负面影响，还能成为可再生、可持续能源的有效来源。对于第二代生物乙醇生产，木质纤维素已成为最可行的技术选择(Belal,E.B.Bioethanol production from rice straw residues.Braz JMicrobiol.2013,44(1):225-234)。木质纤维素乙醇化过程中，利用纤维素酶对木质纤维素进行水解，并将水解产物发酵制备生物乙醇；其中，纤维素酶的生产直接影响到木质纤维素的水解以及后续发酵过程，是乙醇化技术大规模应用的主要限制环节(Novy V,Longus K,Nidetzky B.2015)。

纤维素由一千个左右的葡萄糖分子聚合而成，而纤维素酶能水解纤维素生成小分子的葡萄糖(周俊强邱忠平韩云平等，纤维素降解菌的筛选及其产酶特性.环境工程学报,2010,(03):705-708)。目前，生产纤维素酶的菌种主要有真菌和细菌两大类，其中真菌所产纤维素酶具有较高的催化效率(谢占玲，吴润,纤维素酶的研究进展.草业科学，2004,21(4):72-76)，和细菌不同的是，绝大多数真菌所产纤维素酶都是胞外酶，这又使得低成本分离活性液态酶变为可能(韩学易陈惠吴琦,等.产纤维素酶枯草芽孢杆菌C-36的产酶条件研究.四川农业大学学报,2006,(02):178-181)。利用真菌产纤维素酶正被广泛地应用于发酵产糖和生物乙醇的工业生产中(F.Talebnia,D.Karakashev,I.Angelidaki,Production ofbioethanol from wheat straw:an overview on pretreatment,hydrolysis andfermentation.Bioresour Technol,2010,101:4744-4753)。已分离筛选的多种产纤维素酶的真菌菌种包括孢霉属、毛壳霉属、绿色木霉、康氏木霉、青霉、白腐菌、镰刀菌和根霉等(Murashima K,Nishimura T,Nakamura Y,et al.，2002Purification andcharacterization of new endo-1,4-β-d-glucanases from Rhizopus oryzae.EnzymeMicrob Tech 30:319–326；兰时乐陈娴李慧，2003产纤维素酶菌种TP1202的选育及产酶条件研究,2003,13(2):12-13；Kovacs K,Marcelli S,Szakacs G et al.，2009Enzymatichydrolysis of steam-pretreated lignocellulosic materials with Trichodermaatroviride enzymes produced in-house，《Biotechnology for Biofuels》,2009,2(1):14)。

然而现有生产纤维素酶的真菌多以复合菌剂为主，其生产过程中有时需要同时添加纤维素酶以提升对木质纤维素的酶解率，从而提高最终的乙醇得率，这必将增加生产成本，影响企业经济效益。

因此，研究一种可以实现纤维素酶高产的单一真菌菌株是很有意义的。

发明内容