[发明专利]一株产纤维素酶的芽孢杆菌菌株筛选及其应用

说明书

本发明公开了一株产纤维素酶的芽孢杆菌菌株筛选及其应用，属于生物工程技术领域。本发明从动物粪便中筛选到了一株枯草芽孢杆菌，其在摇瓶水平上发酵生产纤维素酶活力达118.67U/mL，并且具备良好的传代稳定性。利用所述枯草芽孢杆菌生产纤维素酶的方法工艺操作简单易行、培养基成本低廉，适用于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一株产纤维素酶的芽孢杆菌菌株筛选及其应用，属于生物工程技术领域。

背景技术

饲料益生菌除去本身的益生特性还能够通过产出各种化学物质，对动物消化吸收和肠道健康起到积极的作用。例如，针对动物难以吸收饲料中富含的粗纤维引起的腹泻，饲用益生菌能够生产纤维素酶，将动物不能直接吸收的粗纤维转化为动物机体易吸收利用的单糖，促进动物吸收，丰富其营养价值。因此，纤维素酶在饲料中有极大的应用。

与传统微生物代谢改造或发酵优化方法相比，利用饲用益生菌发酵生产纤维素酶，既能够降低成本、保护环境，特定的物质能够得到更高的产量，益生菌又能够很好的定植在肠道，不会对动物机体造成任何损害，且能够生产有益物质、丰富肠道菌群，促进了动物的健康，对于现代饲料产业具有重要的现实意义和应用价值。

曲霉和木霉是纤维素酶主要的高产菌株，但其需要通过复杂的基因过程手段改造和优化，如组成型过表达转录因子，能够有效的促成纤维素酶和半纤维素酶的生成，酶活可达90.38IU/mL，但其成本和操作难度较高，而且纤维素酶的生产通常会受到菌体生长以及纤维素诱导及碳源的阻遏，所以极大的阻遏其工业化生产纤维素酶，不适于工业化。从而，研究者将研究转向了操作更简单的益生菌，以期通过益生菌来达到纤维素酶的高产。目前产纤维素酶的芽孢杆菌报道较多，如李豪等从川南地区腐殖质土壤中分离筛选得到一株高产纤维素酶的枯草芽孢杆菌，并对其进行发酵条件优化，最终该菌种通过3天的发酵最高产酶水平可达到85.48U/mL(李豪等高产纤维素酶菌株的筛选、鉴定及产酶特性研究.中国畜牧兽医.2019,46(03):711-8)。但是其发酵时间仍较长、产酶水平仍无法很好适应工业化的生产需求。

发明内容

为了解决目前纤维素酶产量低或生产效率低、操作难度大问题，本发明从动物粪便中筛选得到了一株枯草芽孢杆菌，其能够高效生产纤维素酶，快速分解纤维素，并且其本身所具备的益生功能也能有利于动物肠道的健康。

本发明的第一个目的是提供一株产纤维素酶的枯草芽孢杆菌Bacillus subtilisFMME ZK002，已于2021年1月29日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号CCTCC M2021168，保藏地址为中国.武汉.武汉大学。

本发明提供了一株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，已于2021年1月29日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 2021168。

本发明提供了一种菌剂，所述菌剂含有所述枯草芽孢杆菌。

在一种实施方式中，所述枯草芽孢杆菌的含量不低于1.0×10⁶cfu/mL或1.0×10⁶cfu/g。

本发明提供了一种生产纤维素酶的方法，利用所述枯草芽孢杆菌生产纤维素酶。

在一种实施方式中，将培养至对数生长期的枯草芽孢杆菌添加至反应体系中，并调节OD₆₀₀为0.02～0.05。

在一种实施方式中，反应体系中含有氯化钠、牛肉膏和蛋白胨。

在一种实施方式中，所述发酵体系中含有牛肉膏10g/L，蛋白胨10g/L，氯化钠5g/L。

在一种实施方式中，在25-35℃，150-250rpm下培养。

在一种实施方式中，反应时间不低于48h。

本发明提供了所述菌株在生产纤维素酶中的应用。