[发明专利]一种高产壳聚糖酶的菌株及其应用

说明书

本发明属于水产品废弃物生物加工技术领域，具体涉及一种高产壳聚糖酶菌株及其应用。菌株为烟曲霉(Aspergillus fumigatus)，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为2020年12月31日，保藏编号为：CGMCC 21422。本发明利用从土壤中筛选到的高产壳聚糖酶的菌株生产壳聚糖酶，并应用于壳聚糖的降解，相较于目前普遍应用的壳聚糖酶，该菌株产生的壳聚糖酶活性高，应用范围更广(可在多种酸溶液中降解壳聚糖)，更适合于工业化生产壳寡糖。

技术领域

本发明属于水产品废弃物生物加工技术领域，具体涉及一种高产壳聚糖酶菌株及其应用。

背景技术

随着糖生物学的不断深入发展，壳聚糖以及壳寡糖相继被发现，并被研究与开发。由于它们在农业、食品、保健品、医药与医用材料等领域均有很高的利用价值，人们对壳聚糖以及壳寡糖的需求在不断增加。壳寡糖，又叫壳聚寡糖、低聚壳聚糖，是将壳聚糖经特殊的生物酶技术(也有使用化学降解、微波降解技术的报道)降解得到的一种聚合度在2～20之间寡糖产品，分子量≤3200Da，是水溶性较好、功能作用大、生物活性高的低分子量产品。它具有壳聚糖所没有的较高溶解度，全溶于水，容易被生物体吸收利用等诸多独特的功能，其作用为壳聚糖的14倍。传统的壳寡糖制备方法一般是以虾壳、蟹壳为原料经过酸、碱、氧化剂处理来获得目标产物，具体过程如下：

虾壳、蟹壳原料→粉碎→酸浸脱钙→水洗过滤→稀碱脱蛋白→氧化脱色→洗涤→浓碱脱酰基→水洗至中性→干燥→壳聚糖→稀酸/氧化降解→透析→冷冻干燥→壳寡糖

传统的酸碱法降解条件较难控制，对环境污染严重，降解产品主要为单糖和双糖，活性较高的寡糖含量较低，生产成本高，产物产量低等弊端。开发环保的、经济的、易于工业化的壳聚糖降解技术是突破壳寡糖制备瓶颈的主要方向。

进20年来，国内外关于壳聚糖的微生物发酵酶解法的研究工作十分活跃。酶降解法与传统的方法相比具有许多优点，其降解过程和降解产物相对分子质量更容易控制，降解条件更温和，反应过程中不需要大量的反应试剂，对环境污染较小。我国每年有大量的虾蟹外壳等物质被直接废弃，开发高产壳聚糖酶的微生物对废弃物二次利用具有极高的价值，随着对微生物产壳聚糖酶的深入研究，今后必定可通过微生物降解开发出高质量的壳寡糖产物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高产壳聚糖酶菌株及其应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种高产壳聚糖酶的菌株，菌株为烟曲霉(Aspergillus fumigatus)，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2020年12月31日，保藏编号为：CGMCC 21422。

一种高产壳聚糖酶的菌株的应用，所述烟曲霉属烟曲霉在降解壳聚糖制备壳寡糖中的应用。

将所述菌株接种于产壳聚糖酶培养基所得培养液与壳聚糖酸溶液混合，混合后25-50℃水域反应12-120小时，即可降解获得不同小分子量的壳寡糖溶液。

所述菌株接种于PDA液体培养基中获得菌株种子培养液；种子培养液按1％-4％(V/V)比例接种于产壳聚糖酶培养基中，25℃-45℃，发酵培养2-14天，获得富含壳聚糖酶的发酵液。

所述壳聚糖酸溶液为壳聚糖、酸和水，其中，酸的添加量0.1％-20％(固体酸W/V；液体酸V/V)，壳聚糖的添加量为0.1％-30％(w/v)；酸溶液为谷氨酸、乳酸、己二酸、乙酰水杨酸、苹果酸、盐酸、乙酸、丁二酸其中的一种或几种的混合。

一种壳聚糖酶的制备方法，含所述菌株的发酵液与壳聚糖酸溶液混合，混合后25-50℃水域反应12-120小时，即可降解获得不同小分子量的壳寡糖溶液；其中，发酵液与壳聚糖酸溶液体积比为按照1：1-10(V/V)。