[发明专利]嗜热降解纤维素的烟曲霉及其应用

说明书

本发明公开了一株嗜热降解纤维素的烟曲霉及其应用，该菌株命名为烟曲霉(Aspergillus fumigatus)XWS‑F1，保藏编号为CCTCC NO:M 2020569。本发明的嗜热烟曲霉可以在以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的条件下生长并产生纤维素酶，该菌产生的纤维素酶在高温条件下能保持较高的活性，具有高温纤维素酶的特点。该菌株具有稳定的纤维素降解功能，能较快的适应高温堆肥环境，快速降解纤维素等难以降解有机物，加快堆肥腐熟进程，从而在减少堆肥腐熟周期中发挥重要作用，有利于生态环境的保护和优化，具有良好的资源与环境的应用价值。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一株嗜热降解纤维素的烟曲霉及其应用。

背景技术

我国是农业大国，每年有大量的农业废弃物产出，如小麦、水稻、玉米等农作物秸秆。这些秸秆主要含有纤维素，由于纤维素分子量较大而不能被植物直接利用。利用纤维素降解菌处理废弃秸秆，具有环保、节能、高效等特点，且符合可持续发展的要求。因此，从环境中筛选一些纤维素降解菌、将这些资源合理利用起来，将是我国可持续发展战略中的一个重要部分。

纤维素酶是一类可降解纤维素、木质纤维素的复合酶，主要由外切β-葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和内切β-葡聚糖酶等组成。纤维素酶能够高效与纤维素分子结合，破坏纤维素分子内部的化学键，将纤维素分子分解成可被动物利用的小分子糖类物质。并且在酶促反应过程中，不会产生毒害物质以及造成环境污染。微生物纤维素酶可能会是解决纤维素资源利用问题最环保的好办法。纤维素酶主要来源于细菌、放线菌、真菌及原生动物的分泌。目前，纤维素酶广泛应用于食品、纺织、酿酒和饲料加工等需要高温加工的领域，因此纤维素酶对温度的耐受程度极大地限制了纤维素酶的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一株产纤维素酶的嗜热烟曲霉及其应用，该菌株可在高温下生长并产生纤维素酶。

为解决上述技术问题，本发明提供一株嗜热降解纤维素的烟曲霉，分类命名为烟曲霉(Aspergillus funigatus) XWS-F1，已于2020年10月5日保藏于中国典型培养物保藏中心(地址：武汉，武汉大学保藏中心，邮编：430072)，其保藏编号为CCTCC NO: M 2020569。烟曲霉(Aspergillus fumigatus) XWS-F1简称烟曲霉XWS-F1。

嗜热真菌(Thermophilic fungi)是指最低生长温度范围在20℃或20℃以上，最高生长温度为50℃或50℃以上大的一类特殊真菌。嗜热真菌在一定条件下可产出纤维素酶，这类酶耐高温、酶活力强，在高温发酵工业中有特殊优势。因此，来自特殊高温环境的嗜热真菌已成为筛选高效纤维素的高温纤维素酶的一个主要来源。

堆肥化过程是在微生物的作用下，将原料中较难分解的大分子物质分解为可被微生物利用的碳源。因此，加速堆肥过程中纤维素的分解是提升堆肥效率、缩短堆肥周期和提高腐殖化的关键问题之一。研究表明，堆肥高温阶段(55℃)是木质素、纤维素和半纤维素等分子破坏、断裂和分解、病原菌灭活的重要阶段之一。因此，接种高温纤维素分解菌，可以有效缩短堆肥时间，提升效率。

本发明提供的菌株可在羧甲基纤维素钠为唯一碳源CMC平板上生长，生长温度范围为40-60℃，生长pH范围为6.0-8.0，在羧甲基纤维素钠固体培养基上培养3d后，其菌落特征为：呈落绒状或带絮状物，铺展，幼年翠绿色，成熟时变成深绿色至深褐色，表面光滑。经过刚果红染色后菌落周围出现明显的透明圈；该菌在48h即可在滤纸条上富集形成菌落并使得滤纸边缘发黄断裂，4-6d可使滤纸崩解为糊状。

本发明提供的菌株CMC酶活力在第 5d 为130.27U/mL，而Fpase酶活力在第 5d 时为20.01U/mL。

本发明还提供上述的嗜热降解纤维素的烟曲霉在制备纤维素酶中的应用。