[发明专利]一株高产糖化酶的黑曲霉突变菌株及其应用

说明书

本发明提供一株高产糖化酶的黑曲霉GA‑9216，保藏编号为CGMCCNo.23220。菌株GA‑9216所产糖化酶活力最高可达到190500U/mL，最适作用温度80℃，最适作用pH为6.0，酶学特性与目前淀粉糖、发酵等相关行业的液化过程契合度高，在这些行业中，加入糖化酶前，液化淀粉浆的温度大于75℃，pH在5.5左右，加入本菌种所产糖化酶时，不用进行降温和调节pH，节省成本。且该菌株发酵液中α‑葡萄糖苷酶的酶活显著降低，使该菌株所产糖化酶用于葡萄糖的生产时，催化效率大幅提高，1h时，其DE值达到98％；所述糖化酶专一性强，能高效分解α‑1,4‑糖苷键，产物中葡萄糖的含量高达94％。

技术领域：

本发明属于发酵工程技术领域，特别涉及一株高产糖化酶的黑曲霉突变菌株及工业发酵技术。

背景技术：

糖化酶是我国产量最大、应用范围最广的酶制剂之一。糖化酶(GlucoamylaseEC3.2.1.3)是葡萄糖淀粉酶的简称(缩写为GA或G)，是由微生物分泌产生的，水解淀粉的主要酶类，具有外切酶活性的胞外酶，催化淀粉从非还原端水解α-1,4糖苷键逐个释放出单个β-D-葡萄糖。现已被广泛的应用于淀粉加工、酿造发酵工业、纺织品工业、面包工业、医药工业、饲料工业等行业。

黑曲霉(Aspergillus)是一种常见的丝状真菌，因其强大的蛋白质分泌能力和良好的安全性被广泛用于糖化酶的生产。

黑曲霉生产糖化酶的同时伴随着α-葡萄糖转苷酶的产生。α-葡萄糖转苷酶也水解糖类底物非还原末端的α-1，4葡萄糖苷键，释放出葡萄糖或将游离的葡萄糖残基转移到另一糖类底物形成α-1，6葡萄糖苷键，从而得到非发酵性的低聚异麦芽糖或糖脂、糖肽等。α-葡萄糖转苷酶能和糖化酶竞争底物，导致糖化酶可利用的淀粉底物量变少，且α-葡萄糖转苷酶反应生成物的增多影响了糖化酶作用底物的能力，从而抑制了糖化酶水解淀粉的效率。

目前提高糖化酶工业化生产的主要手段有，构建糖化酶基因的高拷贝工程菌、异源表达、物理化学诱变和发酵培养基及工艺的优化，及使菌株在产糖化酶的同时，尽可能的少产α-葡萄糖转苷酶等。

中国专利201810913512.5公开了一种新型葡糖淀粉酶及其基因与应用。所述葡糖淀粉酶发酵液酶活可达90000-120000U/mL，最适作用pH为5.0-9.0，最适作用温度为30-50℃。

中国专利202010220550.X公开了一种糖化酶基因，其所编码的糖化酶的最适作用温度为70℃，在60℃-70℃范围内处理20min能保持80％以上的酶活；最适作用pH为5.5，且在pH 4.0-9.0范围处理60min能保持79％以上的酶活；最适pH5.5以及最适温度70℃条件下，该糖化酶对淀粉类底物包括可溶性淀粉、支链淀粉、葡聚糖和糖原分别进行糖化，反应仅10分钟后，葡萄糖的含量就能达到41.2％、27.6％、25.2％、25.6％。

中国201310719904.5公开了一种糖化酶，其氨基酸序列为SEQ ID NO:1。所述糖化酶的最适作用温度为75℃，在70℃-80℃范围内能保持80％以上的酶活；最适作用pH为6.0，且在pH 4.0-7.0范围内，能保持70％以上的酶活。该糖化酶可广泛应用于葡萄糖的生产中，2.5h时，其DE值(还原糖值)达到最高为97％；所述糖化酶专一性强，能高效分解α-1,4-糖苷键，产物中葡萄糖的含量高达90％。

中国200610102056.3通过等离子诱变、氯化锂加紫外线复合诱变等诱变方法多次交叉处理，最终获得高产糖化酶的黑曲霉IN7-31，该菌种具有色素少，无霉腐味的特点，且酶活是出发菌株的3.5倍左右。

当前存在的主要问题是生产菌株的糖化酶活力不高，酶的催化效率不高，且发酵产生的α-葡萄糖转苷酶较多，与国外差距较大，再加上原材料价格逐步攀升，糖化酶产品的价格也顺势上调，限制在其他行业中的应用，影响了这些行业的转型升级。

发明内容：

本发明的目的在于提供一株高产糖化酶的黑曲霉突变株及其工业发酵方法。