一种棘孢曲霉及其在单宁酶和没食子酸生产中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种棘孢曲霉及其在单宁酶和没食子酸生产中的应用，属于微生物及单宁降解技术领域。该微生物分类命名为棘孢曲霉(Aspergillus aculeatus)WYT2101，已保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏号为：GDMCCNo.62691，保藏日期：2022年8月10日，保藏地址为广东省科学院微生物研究所59号楼5楼。该棘孢曲霉可以利用其单宁酶基因制备酶活高(发酵上清液单宁酶活力能够达到44.45U/mL)、热稳定性好的单宁酶；还可以利用石榴皮高效生产单宁酶(2.14U/mL)和没食子酸(产量达到1.7mg/mL)，具有应用于工业化量产单宁酶和没食子酸的潜力。食子酸的潜力。食子酸的潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种棘孢曲霉及其在单宁酶和没食子酸生产中的应用


[0001]本专利技术属于微生物及单宁降解
，具体涉及一种棘孢曲霉及其在单宁酶和没食子酸生产中的应用。

技术介绍

[0002]单宁是自然界中第二丰富的酚类物质，主要存在于植物的根、茎和果实当中。单宁具有独特的涩味，能与不同的矿物质以及蛋白质、果胶、生物碱等大分子发生很强的复合作用，阻碍这些物质的生物降解。单宁酶(Tannase，EC 3.1.1.20)，又称单宁酰基水解酶，能有效水解可水解单宁(包括鞣花单宁(ellagitannins，ETs)、没食子酸(gallotannins，GTs)和其它没食子酸酯)中的酯键和羧酚键，产生没食子酸等多酚化合物。单宁酶的研究和应用已经深入到饲料加工、食品加工、酿造、化妆品生产以及制药领域。
[0003]3，4，5
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三羟基苯甲酸，俗称没食子酸，是植物和水果中发现的单宁酸分子的主要组成部分。没食子酸是一种重要的精细化学品，具有抗菌、抗过敏、抗氧化、抗诱变、抗炎、神经保护和抗癌活性等药理特性，广泛应用于制药、化工以及食品工业领域。全球每年对没食子酸的需求量约为8000吨。传统的化学法生产没食子酸具有纯度低、成本高、收率低、环境污染严重等缺点。微生物单宁酶可用于将单宁酸水解成没食子酸。单宁酶酶法制备没食子酸反应时间短、转化率高、无污染。
[0004]然而，现有的产单宁酶菌株大多存在产单宁酶的活性低且热稳定性差、难以回收利用等问题，限制了单宁酶的规模化应用。因此，开发能够高产单宁酶进而降解单宁酸的微生物菌种成为目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种棘孢曲霉及其在单宁酶和没食子酸生产中的应用，该棘孢曲霉可以利用其单宁酶基因制备出酶活高、热稳定性好的单宁酶，具有应用于工业化量产单宁酶和没食子酸的潜力。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种棘孢曲霉，其分类命名为棘孢曲霉(Aspergillus aculeatus)WYT2101，已保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏号为：GDMCCNo.62691，保藏日期：2022年8月10日，保藏地址为广东省科学院微生物研究所59号楼5楼。
[0008]棘孢曲霉，是从福建茶树下的土样中筛选获得的。
[0009]棘孢曲霉的生物学特征：该菌株在PDA培养基培养，生长初期，长出白色菌丝，随着培养时间的延长，形成黑褐色圆形或椭圆形菌落，表面突起呈毛绒状；菌丝有横隔，多分枝，顶囊呈烧瓶形，分生孢子呈球形或椭圆形。
[0010]棘孢曲霉菌株ITS鉴定结果如SEQ ID NO：1所示，将测得的ITS序列提交到美国国家生物技术信息中心(national center of biotechnology information，NCBI)，通过基本局部比对搜索工具(basic local alignment search tool，BLAST)与已知的序列进行比
对分析，并将ITS序列与下载的相关菌株序列构建系统发育进化树，结果显示，菌株WYT2101与棘孢曲霉聚于同一分支，结合菌株的菌落形态、细胞形态观察以及比对结果，该菌株被鉴定为棘孢曲霉(Aspergillus aculeatus)。
[0011]上述棘孢曲霉在生产单宁酶中的应用。
[0012]上述棘孢曲霉在生产没食子酸中的应用。
[0013]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0014]本专利技术提供的棘孢曲霉能够高效生产单宁酶，经发酵培养可以得到酶活高(发酵上清液单宁酶活力能够达到44.45U/mL)，热稳定性好的单宁酶，且酶解反应的条件具有广泛的pH适应性，从而能够在短时间内高效催化单宁的降解，不易造成物质变性，具有很好的应用价值。
[0015]本专利技术提供的棘孢曲霉生长速度快、发酵调控简便，使得单宁酶的生产成本低，有利于实现单宁酶和单宁降解的工业化生产，且绿色、安全、无污染，能够有效提高经济效益。
[0016]本专利技术提供的棘孢曲霉能利用工农业废弃物，包括但不限于石榴皮、茶叶、菜籽饼粕等，高效生产单宁酶，使得单宁酶的生产成本低，且绿色、安全、无污染，能够有效提高经济效益。
[0017]本专利技术提供的棘孢曲霉能利用石榴皮高效生产单宁酶(2.14U/mL)和没食子酸(产量达到1.7mg/mL)，方法简单、步骤少、无污染，有利于实现单宁酶和没食子酸的工业化生产。
附图说明
[0018]图1为棘孢曲霉的菌落及显微镜观察结果图(A：棘孢曲霉的菌落形态；B：顶囊及菌丝显微镜观察；C：孢子显微镜观察)；
[0019]图2为棘孢曲霉的ITS系统发育树图；
[0020]图3为棘孢曲霉所产单宁酶酶学特性图(A：温度对单宁酶活力的影响；B：pH对单宁酶活力的影响；C：单宁酶的温度稳定性；D：单宁酶的pH稳定性)。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施例对本专利技术进一步进行描述。
[0022]本专利技术所提供的棘孢曲霉分离自福建茶树下的土样，棘孢曲霉的分离筛选方法可以采用本领域常规的用于新菌株分离筛选的方法，可根据实际需要进行选择。
[0023]例如，在本专利技术的一种优选的实施方式中，分离筛选方法包括：
[0024]S1、采集福建茶树下的土样；
[0025]S2、选用五倍子粉作为富集培养基的唯一碳源，将土样加入富集培养基中进行富集培养。
[0026]S3、选用添加单宁酸的溴酚蓝培养基作为初筛培养基，将富集培养液梯度稀释后涂布于初筛培养基中进行初筛，由于产单宁酶的菌株会水解培养基中的单宁酸产生没食子酸，使得溴酚蓝指示剂由蓝紫色变为黄色，通过筛选在初筛培养基中形成变色圈的菌株，得到初筛菌株；
[0027]S4、将初筛菌株接种于复筛培养基中，进行摇瓶发酵培养，发酵后用甲醇绕丹宁法
测定单宁酶的活性，选定目标菌株，得到所述棘孢曲霉。
[0028]优选情况下，富集培养基可以包括3～15g五倍子粉，30～150mL水；初筛培养基可以包括20～40g/L的蔗糖，10～60g/L的单宁酸，1～5g/L的硝酸钠；0.5～2.0g/L的磷酸氢二钾，0.1～1.0g/L的硫酸镁，0.03～0.05g/L的溴酚蓝，15～40g/L的琼脂；复筛培养基可以包括20～40g/L的糖(可以为蔗糖、葡萄糖、木糖、果糖和乳糖中的至少一种)，10～60g/L的单宁酸，1～5g/L的硝酸钠；0.5～2.0g/L的磷酸氢二钾，0.1～1.0g/L的硫酸镁，初始pH值可以为3～7。复筛种子培养的条件至少满足：温度为28～34℃、转速为120～200rpm、时间为12～48h；复筛发酵培养的条件至少满足：接种量为0.5～10体积％、温度为25～35℃、转速为120～200rpm、时间为24～96h。
[0029]本专利技术提供的棘孢曲霉经过培育能够产生大量的棘孢曲霉活菌体，本专利技术对培养方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种棘孢曲霉，其分类命名为棘孢曲霉(Aspergillus aculeatus)WYT2101，已保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏号为：GDMCC No.62691，保藏日期：...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴启宇，谢文怡，杨海楠，陈炳伟，赖美玲，张敏，李碧婵，
申请(专利权)人：武夷学院，
类型：发明
国别省市：