RU2303057C1 - Strain of mycelial fungus aspergillus aculeatus as producer of carbohydrases complex containing xylanases, beta-glucanases, pectinases and xyloglucanases - Google Patents
Strain of mycelial fungus aspergillus aculeatus as producer of carbohydrases complex containing xylanases, beta-glucanases, pectinases and xyloglucanases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2303057C1 RU2303057C1 RU2005135021/13A RU2005135021A RU2303057C1 RU 2303057 C1 RU2303057 C1 RU 2303057C1 RU 2005135021/13 A RU2005135021/13 A RU 2005135021/13A RU 2005135021 A RU2005135021 A RU 2005135021A RU 2303057 C1 RU2303057 C1 RU 2303057C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strain
- glucanases
- pectinases
- complex
- xyloglucanases
- Prior art date
Links
Landscapes
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано в микробиологической промышленности, в целлюлозно-бумажной промышленности, в пищевой и спиртовой промышленности, в пивоварении, качестве кормовых добавок, для силосования кормов в сельском хозяйстве.The invention relates to the field of biotechnology and can be used in the microbiological industry, in the pulp and paper industry, in the food and alcohol industries, in brewing, as feed additives, for silage of feed in agriculture.
Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому изобретению являются штаммы гриба Aspergillus niger, при глубинном культивировании которых на средах с индукторами целлюлолитических ферментов получают комплекс ферментов, включающих целлюлазу, ксиланазу, бета-глюкозидазу, бета-ксилозидазу, бета-глюканазу и ламинариназу (Патент РФ № 2057179, кл. C12N9/42, 1996 г.). Активности ферментов в культуральной жидкости составляют, соответственно: целлюлаза - 5,0 Е/мл; ксиланаза - 125,0 Е/мл; β-глюкозидаза - 20,0 Е/мл; β-ксилозидаза - 36,0; β-глюканаза - 0,95 Е/мл и ламинариназа - 1,25 Е/мл.The closest in technical essence to the present invention are strains of the fungus Aspergillus niger, when deep cultivated on media with cellulolytic enzyme inducers, a complex of enzymes is obtained, including cellulase, xylanase, beta-glucosidase, beta-xylosidase, beta-glucanase and laminarinase (RF Patent No. 2057179, CL C12N9 / 42, 1996). The activity of enzymes in the culture fluid are, respectively: cellulase - 5.0 U / ml; xylanase - 125.0 U / ml; β-glucosidase - 20.0 U / ml; β-xylosidase - 36.0; β-glucanase - 0.95 U / ml and laminarinase - 1.25 U / ml.
Однако, несмотря на то, что грибы рода Aspergillus образуют комплексы ферментов с широким спектром карбогидраз, активность большинства отдельных компонентов комплекса у штаммов Asp.niger, указанных в изобретении, недостаточно высокая, что делает нецелесообразным их практическое применение.However, despite the fact that fungi of the genus Aspergillus form enzyme complexes with a wide spectrum of carbohydrases, the activity of most of the individual components of the complex in Asp.niger strains indicated in the invention is not high enough, which makes their practical use impractical.
Техническая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в получении нового высокоактивного штамма мицелиальных грибов - продуцента мультиферментного комплекса, содержащего спектр карбогидраз, расщепляющих некрахамальные полисахариды, и свободного от целлюлаз или содержащего низкую целлюлазную активность.The technical problem to which the present invention is directed is to obtain a new highly active strain of mycelial fungi - a producer of a multienzyme complex containing a spectrum of carbohydrases, cleaving non-starch polysaccharides, and free from cellulases or containing low cellulase activity.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, состоит в повышении скорости обработки целлюлозо- и гемицеллюлозосодержащих субстратов при использовании предлагаемого штамма.The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to increase the processing speed of cellulose and hemicellulose-containing substrates when using the proposed strain.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать штамм мицелиального гриба Aspergillus aculeatus Iizuka Aj 79-178 - продуцент комплекса карбогидраз, содержащего целлюлазы, бета-глюканазы, ксиланазы, пектиназы и маннаназы.To achieve the technical result, it is proposed to use a strain of the mycelial fungus Aspergillus aculeatus Iizuka Aj 79-178, a producer of the carbohydrase complex containing cellulases, beta-glucanase, xylanase, pectinase and mannanase.
Штамм гриба Asp.aculeatus Iizuka Aj 79-178 депонирован во Всероссийской коллекции микроорганизмов при Институте биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К.Скрябина РАН под № ВКМ F-3766D.The strain of the fungus Asp.aculeatus Iizuka Aj 79-178 was deposited in the All-Russian collection of microorganisms at the Institute of Biochemistry and Physiology of Microorganisms named after G.K.Skryabin RAS under the number VKM F-3766D.
Штамм получают с помощью многоступенчатого классического мутагенеза и селекции из исходной культуры Asp.aculeatus BKM F-3743D. Суспензию спор исходного штамма, полученную в дистиллированной воде с добавлением 0.1% Твина-80, облучают ультрафиолетом (облучение световым потоком мощностью 3 м Вт/см2) в течение 3-х мин. Облученные споры высевают на чашки Петри с селективными средами, основу которых составляет среда Гетчинсона с добавлением 0,5% карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), ксилана, пектина или ксилоглюкана, культивируют при 28°С в течение 2 суток и проводят окрашивание Конго Красным. Мутанты с улучшенной продукцией отбирают визуально по увеличенным зонам просветления вокруг колоний. Наиболее активные мутанты, отобранные на чашках, проверяют на продуктивность синтеза целлюлаз, β-глюканаз, ксиланаз, пектиназ и ксилоглюканаз при культивировании в жидкой среде в колбах. Отобранные при культивировании в колбах наиболее активные варианты по β-глюканазной, ксиланазной, пектиназной и ксилоглюканазной аквтиностям и наименее активные по целлюлазной (КМЦ-азной) активности снова (многократно) подвергают облучению и селекции на чашках и колбах, как описано выше.The strain is obtained using multistage classical mutagenesis and selection from the original culture of Asp.aculeatus BKM F-3743D. A suspension of spores of the initial strain obtained in distilled water with the addition of 0.1% Tween-80 is irradiated with ultraviolet light (irradiation with a light flux with a power of 3 m W / cm 2 ) for 3 min. Irradiated spores are plated on Petri dishes with selective media based on Hetchinson medium supplemented with 0.5% carboxymethyl cellulose (CMC), xylan, pectin, or xyloglucan, cultured at 28 ° C for 2 days, and Congo Red is stained. Mutants with improved production are selected visually for the increased areas of enlightenment around the colonies. The most active mutants selected on the plates are tested for the productivity of the synthesis of cellulases, β-glucanases, xylanases, pectinases and xyloglucanases when cultured in a liquid medium in flasks. The most active variants for β-glucanase, xylanase, pectinase and xyloglucanase activities and the least active for cellulase (CMC-ase) activity, selected during flask cultivation, are again (repeatedly) irradiated and selected on dishes and flasks, as described above.
Условия хранения: штамм может храниться в лиофилизированном состоянии в течение нескольких лет и/или на косячках с агаризованной средой Чапека или сусло-агаре при +4°С при обязательных пересевах не реже одного раза в течение 3-6 месяцев.Storage conditions: the strain can be stored in a lyophilized state for several years and / or on shoals with agarized Chapek’s medium or wort-agar at + 4 ° С with obligatory reseeding at least once for 3-6 months.
Культурально-морфологические признаки штамма.Cultural and morphological characteristics of the strain.
Колонии на Чапек-агаре с дрожжевым экстрактом (CYA) при температуре культивирования 25°С имеют диаметр 35-37 мм на 7 сутки; слабо радиально-бороздачатые, поверхность слабо бархатистая до кожистой, край неровный, окраска колоний белая, эксудат отсутствует, обратная сторона охряно-желтая, окраска в конидиальной области коричневая; текстура плотная, ровная, порошистая; разверз радиально-складчатый, тускло-желтоватый; воздушный мицелий плотный, белый.Colonies on Capek-agar with yeast extract (CYA) at a cultivation temperature of 25 ° C have a diameter of 35-37 mm on day 7; slightly radially borozdachatye, the surface is slightly velvety to leathery, the edge is uneven, the color of the colonies is white, the exudate is absent, the back side is ocher-yellow, the color in the conidial region is brown; the texture is dense, even, powdery; cut open radially folded, dull yellow; aerial mycelium is dense, white.
Колонии на Чапек-агаре с дрожжевым экстрактом и 20% сахарозы (CY20S) при температуре культивирования 25°С имеют диаметр более 27-33 мм на 7 сутки роста; гладкие, край неровный до 5 мм, окраска светло-коричневая в конидиальной области; текстура плотная, ровная, шерстистая до порошистой в центре колоний; реверз ровный, палево-желтый; воздушный мицелий плотный, белый; экссудат отсутствует, обратная сторона неокрашенная.Colonies on Capek-agar with yeast extract and 20% sucrose (CY20S) at a cultivation temperature of 25 ° C have a diameter of more than 27-33 mm on the 7th day of growth; smooth, the edge is uneven up to 5 mm, the color is light brown in the conidial region; the texture is dense, even, woolly until powdery in the center of the colonies; reverse is even, pale yellow; dense aerial mycelium, white; exudate is absent, the reverse side is unpainted.
Колонии на Мальц-экстракт-агаре (МЕА) при температуре культивирования 25°С имеют диаметр 42-45 мм на 7 сутки роста; слабо- радиально-бороздчатые, поверхность шерстистая, край неровный, окраска колонии - черно-коричневая; текстура плотная, ровная, порошистая; реверз слабо-радикально-складчатый, тускло-желтовато-коричневый; экссудат отсутствует, воздушный мицелий скудный, белый, обратная сторона неокрашенная.Colonies on Maltz-extract-agar (MEA) at a cultivation temperature of 25 ° C have a diameter of 42-45 mm on the 7th day of growth; slightly radially furrowed, the surface is woolly, the edge is uneven, the colony is black-brown; the texture is dense, even, powdery; the reverse is slightly radical folded, dull yellowish-brown; exudate is absent, aerial mycelium is sparse, white, the reverse side is unpainted.
Колонии на Чапек-агаре с дрожжевым экстрактом (CYA) при температуре культивирования 37°С имеют диаметр 60 мм на 7 сутки роста.Colonies on Capek-agar with yeast extract (CYA) at a cultivation temperature of 37 ° C have a diameter of 60 mm on the 7th day of growth.
Микроскопические характеристики.Microscopic characteristics.
Редуцированные конидиальные головки колонковидные; образуются на средах CYA и МЕА, на среде CY20S спороношение отсутствует. Конидиеносцы слабо окрашены, в районе апикального расширения до коричневатых, гладкостенные 100-500 (2000)×6.0-12.0 мкм, апикальные расширения шаровидные, толстостенные ((28,8)-35-65 (97,2) (среднее значение 52.1) мкм в диаметре). Фалиды одноярусные 4.5-9.0×2.7-4.8 мкм, формируются по всей поверхности апикального расширения. На конидиеносцах формируются только шаровидные апикальные расширения 15-35 мкм в диаметре с зачатками стеригм менее 1 мкм, конидии отсутствуют.Reduced columnar conidial heads; are formed on CYA and MEA; on the CY20S medium, sporulation is absent. Conidiophores are slightly colored, in the area of apical expansion to brownish, smooth-walled 100-500 (2000) × 6.0-12.0 μm, apical extensions spherical, thick-walled ((28.8) -35-65 (97.2) (average value 52.1) μm in diameter). Falids are single-tier 4.5–9.0 × 2.7–4.8 μm, formed along the entire surface of the apical extension. On conidiophores only spherical apical extensions of 15-35 μm in diameter with sterigm primordia less than 1 μm are formed, conidia are absent.
При культивировании в глубинных условиях с использованием растворимых субстратов (глюкоза, фруктоза, лактоза) образуется рыхлый разветвленный мицелий со слабой пеллетизацией, удельная начальная скорость роста мицелия составляла 0,25 ч-1, в конце культивирования 0,1-0,15 ч-1.When cultivated in deep conditions using soluble substrates (glucose, fructose, lactose), a loose branched mycelium with weak pelletization is formed, the specific initial mycelial growth rate was 0.25 h -1 , at the end of cultivation, 0.1-0.15 h -1 .
Физиолого-биохимические признаки штамма.Physiological and biochemical characteristics of the strain.
Мезофилен. Оптимальная температура роста мицелия 32°С (29-34°С), оптимум для образования целлюлаз 28°С (26-29°С). Оптимальные значения pH роста и секреции целлюлаз 3,5-5,0. Рост мицелия наблюдается и при pH 2,5, но при этом наблюдается очень слабое образование ферментов класса карбогидраз.Mesophilen. The optimum mycelium growth temperature is 32 ° C (29-34 ° C), the optimum for cellulase formation is 28 ° C (26-29 ° C). The optimal pH of growth and secretion of cellulases is 3.5-5.0. The growth of mycelium is also observed at pH 2.5, but a very weak formation of carbohydrase class enzymes is observed.
Резистентность к нистатину слабая. При поверхностном культивировании устойчив к концентрации до 0,5 мкг/мл, при концентрации 2,5 мкг/мл рост полностью подавляется. При добавлении в среду дигитонина (3,5-4,0 мкг/мл) или бенгальского розового (30-50 мкг/мл) размер колоний сильно уменьшается.Nystatin resistance is weak. With surface cultivation, it is resistant to concentrations up to 0.5 μg / ml, at a concentration of 2.5 μg / ml, growth is completely inhibited. When digitonin (3.5-4.0 μg / ml) or Bengal pink (30-50 μg / ml) is added to the medium, the colony size is greatly reduced.
Является прототрофом. Способен ассимилировать глюкозу, лактозу, глицерин, галактозу, ксилозу, D-маннит, маннозу, трегалозу, L- и D-арабинозу, сорбозу, сорбит, рибозу.It is a prototroph. It is able to assimilate glucose, lactose, glycerin, galactose, xylose, D-mannitol, mannose, trehalose, L- and D-arabinose, sorbose, sorbitol, ribose.
Не ассимилирует: L-рамнозу, D-глюкозамин, дезоксирибозу, дезоксигалактозу, 2-дезокси-D-глюкозу, 5-тио-D-глюкозу.Does not assimilate: L-ramnose, D-glucosamine, deoxyribose, deoxygalactose, 2-deoxy-D-glucose, 5-thio-D-glucose.
Использует аммонийный и органический азот, хуже ассимилирует нитратную форму азота.Uses ammonium and organic nitrogen, assimilates the nitrate form of nitrogen worse.
Образует ферментные системы, позволяющие расти на соответствующих комплексных субстратах: крахмале, ксилане, ламинарине, бета-глюкане, лихенине, галактоманнане, пектине, ксилоглюкане.It forms enzyme systems that allow growing on the corresponding complex substrates: starch, xylan, laminarin, beta-glucan, lichenin, galactomannan, pectin, xyloglucan.
Катаболитная репрессия биосинтеза карбогидраз значительно снижена. Проверка катаболитной репрессии биосинтеза карбогидраз заключается в следующем. Конидии пересевают в пробирки с минимальной средой, содержащей минеральные соли, следовое количество (0,5 г/л) дрожжевого экстракта, ксилан или пектин, а также исследуемый репрессор или антиметаболит (глюкоза, 2-дезокси-D-глюкоза, лактоза, глицерин и др.). Диаметр пробирки - 9 мм, высота столбика агара 50-60 мм. Пробирку инкубируют 4 суток при 30°С и затем 20 ч при 45°С. Об устойчивости биосинтеза карбогидраз к катаболитной репрессии судят по глубине зоны деструкции ксилана или пектина (по размеру зоны просветления столбика агара в пробирке) в присутствии репрессора или антиметаболита).The catabolite repression of the biosynthesis of carbohydrases is significantly reduced. Verification of the catabolite repression of the biosynthesis of carbohydrase is as follows. Conidia are subcultured in test tubes with a minimal medium containing mineral salts, a trace amount (0.5 g / l) of yeast extract, xylan or pectin, as well as the test repressor or antimetabolite (glucose, 2-deoxy-D-glucose, lactose, glycerin and other). The diameter of the test tube is 9 mm, the height of the agar column is 50-60 mm. The tube is incubated for 4 days at 30 ° C and then 20 hours at 45 ° C. The stability of the carbohydrase biosynthesis to catabolite repression is judged by the depth of the xylan or pectin destruction zone (by the size of the clarification zone of the agar column in vitro) in the presence of a repressor or antimetabolite).
Полученный мутант Asp.aculeatus Aj 79-178 (F-3766D) по своим морфологическим признакам при росте на глюкозо-картофельном агаре, на агаре для споруляции (СМ-агаре) отличается от исходного штамма Asp.aculeatus F-3743D) сниженной интенсивностью спороношения, цветом пигмента спор и окраской колонии (белая вместо черно-коичневой) с обратной стороны при выращивании на агаризованных средах, более медленным ростом на твердых средах, повышенной способностью при глубинном культивировании на жидких средах к биосинтезу различных карбогидраз - β-глюканаз, ксиланаз, пектиназ и ксилоглюканаз, при этом совсем не образуя или образуя очень незначительное количество целлюлаз.The obtained mutant Asp.aculeatus Aj 79-178 (F-3766D) in its morphological characteristics when growing on glucose-potato agar, on sporulation agar (CM agar) differs from the original strain Asp.aculeatus F-3743D) in a reduced sporulation rate, the color of the spore pigment and colony coloration (white instead of black and black) on the reverse side when grown on agarized media, slower growth on solid media, enhanced ability to deep biochemically cultivate various carbohydrases - β-glucanases, xylanases, pectin and xyloglucanases, while not forming or forming a very small amount of cellulase.
Данный вид мицелиального гриба не числится в качестве патогенного в «Положении о порядке учета, хранения, обращения, отпуска и пересылки культур бактерий, вирусов, риккетсий, грибов, простейших, микоплазм, бактериальных токсинов, ядов биологического происхождения».This type of mycelial fungus is not listed as pathogenic in the "Regulation on the procedure for recording, storing, handling, dispensing and sending cultures of bacteria, viruses, rickettsia, fungi, protozoa, mycoplasmas, bacterial toxins, poisons of biological origin."
Культивирование штамма Asp.aculeatus Aj 79-178 (F-3766D) проводят в аэробных условиях в погруженном состоянии на питательной среде, содержащей один или несколько субстратов - источников углерода, являющихся индукторами биосинтеза ферментов. В качестве субстратов могут использоваться и субстраты, не являющиеся индукторами. Штамм способен в соответствующих условиях проведения процесса культивирования на основе использования растворимых субстратов, например глюкозы, и в присутствии источников индукторов (ксилозы, различные растительные отходы) секретировать в культуральную среду комплекс ферментов - карбогидраз (β-глюканаз, ксиланаз, пектиназ и ксилоглюканаз и др.). Глюкоза в среде культивирования может быть заменена более дешевым продуктом - гидролизатом крахмала.The cultivation of the strain Asp.aculeatus Aj 79-178 (F-3766D) is carried out under aerobic conditions in a submerged state on a nutrient medium containing one or more substrates - carbon sources, which are the inducers of enzyme biosynthesis. Non-inductor substrates can also be used as substrates. The strain is capable of secreting a complex of enzymes - carbohydrases (β-glucanases, xylanases, pectinases and xyloglucanases, etc.) in the culture medium under appropriate conditions of the cultivation process based on the use of soluble substrates, for example glucose, and in the presence of inducer sources (xylose, various plant waste) ) Glucose in the cultivation medium can be replaced by a cheaper product - starch hydrolyzate.
Активность β-глюканаз, ксиланаз, ксилоглюканаз, пектиназ и целлюлаз (КМЦ-азы) в культуральной жидкости определяют по способности расщеплять. β-глюкан, ксилан, ксилоглюкан, полигалактуроновую кислоту и КМЦ соответственно. За единицу β-глюканазной, ксиланазной, ксилоглюканазной, пектиназной и КМЦ-азной активностей принимают такое количество ферментов, которое в течение 1 мин при температуре 50°С и pH 5,0 освобождает 1 мкмоль редуцирующих сахаров, эквивалентных 1 мкмолю глюкозы и определяемых методом Сомоджи-Нельсона (А.П.Синицын, А.В.Гусаков, В.М.Черноглазов. Биоконверсия лигноцеллюлозных материалов. Учебное пособие, М.: Изд-во МГУ, 1995, с.144-156).The activity of β-glucanases, xylanases, xyloglucanases, pectinases and cellulases (CMC-basics) in the culture fluid is determined by the ability to cleave. β-glucan, xylan, xyloglucan, polygalacturonic acid and CMC, respectively. For a unit of β-glucanase, xylanase, xyloglucanase, pectinase and CMC-ase activity, one takes such a number of enzymes that within 1 min at a temperature of 50 ° C and pH 5.0 it releases 1 μmol of reducing sugars equivalent to 1 μmol of glucose and determined by the Somoji method -Nelson (A.P. Sinitsyn, A.V. Gusakov, V.M. Chernoglazov. Bioconversion of lignocellulosic materials. Textbook, Moscow: Publishing House of Moscow State University, 1995, p.144-156).
Ферментные препараты, полученные с помощью предлагаемого штамма, могут быть использованы в виде культуральной жидкости, в виде жидких концентрированных препаратов, получаемых с помощью ультрафильтрации или упаривания культуральной жидкости, или в виде сухих препаратов, получаемых высушиванием или гранулированием.Enzyme preparations obtained using the proposed strain can be used in the form of a culture fluid, in the form of concentrated concentrated preparations obtained by ultrafiltration or evaporation of a culture fluid, or in the form of dry preparations obtained by drying or granulation.
Возможность использования изобретения иллюстрируется примерами, которые не ограничивают объем и сущность притязаний, связанных с ними.The possibility of using the invention is illustrated by examples, which do not limit the scope and essence of the claims associated with them.
Пример 1. Ферментация в качалочных колбах. Для получения посевного материала (инокулята) культуру гриба Asp.aculeatus Aj 79-178 (F-3766D) выращивают на сусло- или глюкозо-картофельном агаре при 29°С в течение 4 суток и далее - при комнатной температуре на свету с течение 5 суток. Засев колб проводят 1 мл суспензии спор, смытых с агара водой, содержащей 0,1% твина-80. Культивирование штамма осуществляют в аэробных условиях в качалочных колбах Эрленмейера объемом 750 мл, содержащих 100 мл жидкой среды следующего состава, в г/л: свекловичный жом - 10,0; солодовые ростки - 30,0; (NH4)2SO4 - 3,0; NaNO3 - 3,0; КН2РО4 - 4,0; MgSO4×7H2O - 0,5; pH 4,5-5,0. Колбы инкубируют на качалке при 29°С и 200 об/мин в течение 132-144 ч.Example 1. Fermentation in rocking flasks. To obtain seed (inoculum), the culture of the fungus Asp.aculeatus Aj 79-178 (F-3766D) is grown on wort or glucose-potato agar at 29 ° C for 4 days and then at room temperature in the light for 5 days . Inoculation of flasks is carried out with 1 ml of a suspension of spores washed with agar with water containing 0.1% Tween-80. The cultivation of the strain is carried out under aerobic conditions in Erlenmeyer rocking flasks with a volume of 750 ml, containing 100 ml of a liquid medium of the following composition, in g / l: beet pulp - 10.0; malt sprouts - 30.0; (NH 4 ) 2 SO 4 - 3.0; NaNO 3 - 3.0; KH 2 RO 4 - 4.0; MgSO 4 × 7H 2 O - 0.5; pH 4.5-5.0. The flasks are incubated on a shaker at 29 ° C and 200 rpm for 132-144 hours
Активности ксиланаз, пекгиназ, β-глюканаз, ксилоглюканаз и целлюлаз составляют 450, 50, 150, 7 и 0,8 ед/мл соответственно, что не хуже исходного штамма по активности целлюлаз и выше на 200%, 350%, 150%, 200% и 150% по активности ксиланаз, пектиназ, β-глюканаз и ксилоглюканаз.The activities of xylanases, pecginases, β-glucanases, xyloglucanases and cellulases are 450, 50, 150, 7 and 0.8 units / ml, respectively, which is not worse than the initial strain by cellulase activity and higher by 200%, 350%, 150%, 200 % and 150% in the activity of xylanases, pectinases, β-glucanases and xyloglucanases.
Пример 2. Ферментация штамма Asp.aculeatus Aj 79-178 (F-3766D) в качалочных колбах. Культивирование осуществляют в качалочных колбах Эрленмейера, как описано в примере 1, используя жидкую питательную среду следующего состава, в г/л: свекловичный жом - 10,0; солодовые ростки - 15,0; (NH4)2SO4 - 3,0; NaNO3 - 3,0; КН2PO4 - 4,0; MgSO4×7H2O - 0,5; pH 4,5-5,0. Колбы инкубируют на качалке при 29°С и 200 об/мин в течение 132-144 ч.Example 2. Fermentation of a strain of Asp.aculeatus Aj 79-178 (F-3766D) in rocking flasks. The cultivation is carried out in Erlenmeyer rocking flasks, as described in example 1, using a liquid nutrient medium of the following composition, in g / l: beet pulp - 10.0; malt sprouts - 15.0; (NH 4 ) 2 SO 4 - 3.0; NaNO 3 - 3.0; KH 2 PO 4 - 4.0; MgSO 4 × 7H 2 O - 0.5; pH 4.5-5.0. The flasks are incubated on a shaker at 29 ° C and 200 rpm for 132-144 hours
Активности ксиланаз, пектиназ, β-глюканаз, ксилоглюканаз и целлюлаз составляют 270, 95, 150, 10 и 0,6 ед/мл соответственно, что не хуже исходного штамма по активности целлюлаз и выше на 150%, 300%, 130% и 250% по активности ксиланаз, пектиназ, β-глюканаз, ксилоглюканаз.The activities of xylanases, pectinases, β-glucanases, xyloglucanases and cellulases are 270, 95, 150, 10 and 0.6 units / ml, respectively, which is not worse than the initial strain by the activity of cellulases and higher by 150%, 300%, 130% and 250 % activity of xylanases, pectinases, β-glucanases, xyloglucanases.
Пример 3. Культивирование штамма Asp.aculeatus Aj 79-178 (F-3766D) осуществляют в качалочных колбах Эрленмейера, как описано в примере 1, используя жидкую питательную среду следующего состава, в г/л: размолотый овес - 15; солодовые ростки - 15; (NH4)2SO4 - 3,0; NaNO3 - 3,0; КН2РО4 - 4,0; MgSO4×7H2O - 0,5; pH 4,5-5,0. Колбы инкубируют на качалке при 29°С и 200 об/мин в течение 144 ч.Example 3. The cultivation of the strain Asp.aculeatus Aj 79-178 (F-3766D) is carried out in Erlenmeyer rocking flasks, as described in example 1, using a liquid nutrient medium of the following composition, in g / l: ground oats - 15; malt sprouts - 15; (NH 4 ) 2 SO 4 - 3.0; NaNO 3 - 3.0; KH 2 RO 4 - 4.0; MgSO 4 × 7H 2 O - 0.5; pH 4.5-5.0. The flasks are incubated on a rocking chair at 29 ° C and 200 rpm for 144 hours.
Активности ксиланаз, пектиназ, β-глюканаз, ксилоглюканаз и целлюлаз составляют 670, 24, 160, 15 и 0,3 ед/мл соответственно, что не хуже исходного штамма по активности целлюлаз и выше на 450%, 140%, 250% и 300% по активности ксиланаз, пектиназ, β-глюканаз и ксилоглюканаз.The activities of xylanases, pectinases, β-glucanases, xyloglucanases and cellulases are 670, 24, 160, 15 and 0.3 units / ml, respectively, which is not worse than the initial strain by cellulase activity and higher by 450%, 140%, 250% and 300 % activity of xylanases, pectinases, β-glucanases and xyloglucanases.
Пример 4. Ферментация штамма Asp.aculeatus Aj79-178 (F-3766D) в ферментере. Проводят процесс культивирования в ферментере типа АНКУМ 2М с общим объемом 10 л и рабочим объемом 6 л. Аэрация составляет 1 объем воздуха на 1 объем среды в ферментере. Ферментер инокулируют 500 мл вегетативного мицелия, полученного через 48 ч культивирования 30°С на качалочных колбах Эрленмейера, содержащих среду следующего состава, в г/л: глюкоза - 10,0; дрожжевой экстракт - 5,0; (NH4)2SO4 - 3,0; NaNO3 - 3,0; KH2PO4 - 4,0; MgSO4×7Н2O - 0,5; pH 4,5-5,0.Example 4. Fermentation of a strain of Asp.aculeatus Aj79-178 (F-3766D) in a fermenter. The cultivation process is carried out in an ANKUM 2M type fermenter with a total volume of 10 l and a working volume of 6 l. Aeration is 1 volume of air per 1 volume of medium in the fermenter. The fermenter is inoculated with 500 ml of vegetative mycelium obtained after 48 hours of cultivation at 30 ° C on Erlenmeyer rocking flasks containing the medium of the following composition, in g / l: glucose - 10.0; yeast extract - 5.0; (NH 4 ) 2 SO 4 - 3.0; NaNO 3 - 3.0; KH 2 PO 4 - 4.0; MgSO 4 × 7H 2 O - 0.5; pH 4.5-5.0.
Первую фазу культивирования (на которой гриб главным образом растет и накапливает биомассу) осуществляют в течении 48 ч при 30°С и pH 4,0. Состав питательной среды: свекловичный жом - 10,0; солодовые ростки - 20,0; (NH4)2SO4 - 3,0; NaNO3 - 3,0; КН2РО4 - 4,0; MgSO4×7H2O - 0,5.The first phase of cultivation (in which the fungus mainly grows and accumulates biomass) is carried out for 48 hours at 30 ° C and pH 4.0. The composition of the nutrient medium: beet pulp - 10.0; malt sprouts - 20.0; (NH 4 ) 2 SO 4 - 3.0; NaNO 3 - 3.0; KH 2 RO 4 - 4.0; MgSO 4 × 7H 2 O - 0.5.
После потребления растворимых сахаров, которое наблюдают обычно через 48 ч и о котором судят по повышению значения pO2, начинают вторую фазу культивирования (на протяжении которой происходит накопление ферментов в среде роста). На второй фазе ферментации (фаза биосинтеза внеклеточных ферментов) в ферментер непрерывно добавляют водный раствор углеводов общей концентрацией 50%, состоящий из смеси глюкоза:ксилоза (4:1) так, чтобы общая концентрация углеводов в питательной среде в ферментере не превышала уровня 1 г/л. Начальная скорость подачи смеси составляет 3 мл/л/ч.After the consumption of soluble sugars, which is usually observed after 48 hours and which is judged by an increase in pO 2 , the second phase of cultivation begins (during which enzymes accumulate in the growth medium). In the second phase of fermentation (extracellular enzyme biosynthesis phase), an aqueous solution of carbohydrates with a total concentration of 50%, consisting of a mixture of glucose: xylose (4: 1) is continuously added to the fermenter so that the total concentration of carbohydrates in the nutrient medium in the fermenter does not exceed 1 g / l The initial feed rate of the mixture is 3 ml / l / h.
Активности ксиланаз, пектиназ, β-глюканаз, ксилоглюканаз и целлюлаз составляют на 144 ч культивирования 1700, 110, 250, 50 и 0,8 ед/мл соответственно, что не хуже исходного штамма по активности целлюлаз и выше на 750%, 450%, 350% и 500% по активности ксиланаз, пектиназ, β-глюканаз и ксилоглюканаз.The activity of xylanases, pectinases, β-glucanases, xyloglucanases and cellulases for 144 hours of cultivation is 1700, 110, 250, 50 and 0.8 units / ml, respectively, which is not worse than the initial strain by cellulase activity and higher by 750%, 450%, 350% and 500% in the activity of xylanases, pectinases, β-glucanases and xyloglucanases.
Пример 5. Ферментация штамма Asp.aculeatus Aj 79-178 (F-3766D) в ферментере. Проводят процесс культивирования в ферментере типа АНКУМ 2М с общим объемом 10 л и рабочим объемом 6 л. Аэрация составляет 1 объем воздуха на 1 объем среды в ферментере. Инокулируют 500 мл вегетативного мицелия, полученного через 36 ч культивирования на качалочных колбах Эрленмейера (по примеру 4).Example 5. Fermentation of a strain of Asp.aculeatus Aj 79-178 (F-3766D) in a fermenter. The cultivation process is carried out in an ANKUM 2M type fermenter with a total volume of 10 l and a working volume of 6 l. Aeration is 1 volume of air per 1 volume of medium in the fermenter. Inoculate 500 ml of vegetative mycelium obtained after 36 hours of cultivation on Erlenmeyer rocking flasks (as in Example 4).
Используют питательную среду следующего состава, в г/л: размолотый овес - 20; солодовые ростки - 20; глюкоза - 16,0; ксилоза - 4,0; (NH4)2SO4 - 3,0; NaNO3 - 3,0; KH2PO4 - 4,0; MgSO4×7H2O - 0,5.Use the nutrient medium of the following composition, in g / l: ground oats - 20; malt sprouts - 20; glucose - 16.0; xylose - 4.0; (NH 4 ) 2 SO 4 - 3.0; NaNO 3 - 3.0; KH 2 PO 4 - 4.0; MgSO 4 × 7H 2 O - 0.5.
Первую фазу культивирования (на которой гриб главным образом растет и накапливает биомассу) осуществляют в течение 46 ч при 30°С и pH 4,0.The first phase of cultivation (in which the fungus mainly grows and accumulates biomass) is carried out for 46 hours at 30 ° C and pH 4.0.
На второй фазе ферментации (фаза биосинтеза внеклеточных ферментов) в ферментер непрерывно добавляют водный раствор углеводов общей концентрацией 25%, состоящий из смеси глюкоза:ксилоза (10:1) так, чтобы общая концентрация углеводов в питательной среде в ферментере не превышала уровня 1 г/л. Начальная скорость подачи смеси составляет 3 мл/л/ч.In the second phase of fermentation (extracellular enzyme biosynthesis phase), an aqueous solution of carbohydrates with a total concentration of 25%, consisting of a mixture of glucose: xylose (10: 1) is continuously added to the fermenter so that the total concentration of carbohydrates in the nutrient medium in the fermenter does not exceed 1 g / l The initial feed rate of the mixture is 3 ml / l / h.
Активности ксиланаз, пектиназ, β-глюканаз, ксилоглюканаз и целлюлаз составляют на 144 ч культивирования 1300, 25, 450, 45 и 0,5 ед/мл соответственно, что не хуже исходного штамма по активности целлюлаз и выше на 400%, 200%, 500% и 450% по активности ксиланаз, пектиназ, β-глюканаз и ксилоглюканаз.The activity of xylanases, pectinases, β-glucanases, xyloglucanases and cellulases for 144 hours of cultivation is 1300, 25, 450, 45 and 0.5 units / ml, respectively, which is not worse than the initial strain by cellulase activity and higher by 400%, 200%, 500% and 450% of the activity of xylanases, pectinases, β-glucanases and xyloglucanases.
Таким образом, предлагаемый штамм Aspergillus aculeatus Aj 79-178 (F-3766D) обладает способностью продуцировать комплекс, содержащий ферменты высокого уровня активности и состоящий из карбогидраз-ксиланаз, пектиназ, β-глюканаз и ксилоглюканаз и практически лишенный целлюлаз. Это создает возможность получения полного комплекса ферментов для гидролиза некрахмальных полисахаридов растительного сырья, а также, при необходимости, отдельных индивидуальных ферментов (компонентов) комплекса.Thus, the proposed strain Aspergillus aculeatus Aj 79-178 (F-3766D) has the ability to produce a complex containing enzymes of a high level of activity and consisting of carbohydrase-xylanases, pectinases, β-glucanases and xyloglucanases and practically devoid of cellulases. This makes it possible to obtain a complete complex of enzymes for the hydrolysis of non-starch polysaccharides of plant materials, as well as, if necessary, individual individual enzymes (components) of the complex.
Для достижения высокой продуктивности штамма не требуется применения сложных и дорогих питательных сред. Для культивирования могут использоваться питательные среды, традиционно применяемые в промышленных технологиях получения такого рода ферментных препаратов.To achieve high productivity of the strain does not require the use of complex and expensive nutrient media. For cultivation, nutrient media traditionally used in industrial technologies for producing such enzyme preparations can be used.
Препараты, получаемые на основе предлагаемого штамма, позволяют существенно увеличить эффективность и расширить спектр использования ферментных препаратов в различных областях биотехнологии и, особенно, в качестве кормовых добавок.The preparations obtained on the basis of the proposed strain can significantly increase the efficiency and expand the range of use of enzyme preparations in various fields of biotechnology and, especially, as feed additives.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005135021/13A RU2303057C1 (en) | 2005-11-14 | 2005-11-14 | Strain of mycelial fungus aspergillus aculeatus as producer of carbohydrases complex containing xylanases, beta-glucanases, pectinases and xyloglucanases |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005135021/13A RU2303057C1 (en) | 2005-11-14 | 2005-11-14 | Strain of mycelial fungus aspergillus aculeatus as producer of carbohydrases complex containing xylanases, beta-glucanases, pectinases and xyloglucanases |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2303057C1 true RU2303057C1 (en) | 2007-07-20 |
Family
ID=38431090
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005135021/13A RU2303057C1 (en) | 2005-11-14 | 2005-11-14 | Strain of mycelial fungus aspergillus aculeatus as producer of carbohydrases complex containing xylanases, beta-glucanases, pectinases and xyloglucanases |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2303057C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2639248C1 (en) * | 2016-12-15 | 2017-12-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ГосНИИгенетика) | Recombinant pichia pastoris yeast strain - producer of secreted xyloglucanase from aspergillus cervinus fungi and method for xyloglucanase microbiological synthesis based on this strain |
CN112625919A (en) * | 2020-12-23 | 2021-04-09 | 中国科学院微生物研究所 | Aspergillus aculeatus and application thereof in resisting root-knot nematode |
-
2005
- 2005-11-14 RU RU2005135021/13A patent/RU2303057C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2639248C1 (en) * | 2016-12-15 | 2017-12-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ГосНИИгенетика) | Recombinant pichia pastoris yeast strain - producer of secreted xyloglucanase from aspergillus cervinus fungi and method for xyloglucanase microbiological synthesis based on this strain |
CN112625919A (en) * | 2020-12-23 | 2021-04-09 | 中国科学院微生物研究所 | Aspergillus aculeatus and application thereof in resisting root-knot nematode |
CN112625919B (en) * | 2020-12-23 | 2022-02-18 | 中国科学院微生物研究所 | Aspergillus aculeatus and application thereof in resisting root-knot nematode |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Darwesh et al. | Improvement of paper wastes conversion to bioethanol using novel cellulose degrading fungal isolate | |
RU2361918C1 (en) | Strain of mycelial mushroom penicillium verruculosum - producer of complex of cellulase, xylanase and xyloglucanase and way of reception of fermental preparation of complex of cellulase, xylanase and xyloglucanase for hydrolysis of cellulose and hemicellulose | |
Malik et al. | Optimization of process parameters for the biosynthesis of cellulases by Trichoderma viride | |
CN103740600B (en) | A kind of bacterial strain of cellulase-producing | |
Islam et al. | Optimization of fermentation condition for cellulase enzyme production from Bacillus sp. | |
Hussain et al. | Cellulolytic Enzymatic Activity of Soft Rot Filamentous Fungi Paecilomyces variotii. | |
CN101864366B (en) | Penicillium citrinum bacterial strain and application thereof | |
US10053680B2 (en) | Strain and a method to produce cellulase and its use | |
CN104109636B (en) | Aspergillus versicolor SD-3 and in the application prepared in chitin deacetylase | |
CN103740680B (en) | The method of Trichodermareesei fermentative production cellulase and bacterial strain application thereof | |
RU2654564C1 (en) | Strain of trichoderma longibrachiatum tw-14-220 filamentous fungus - producer of cellulases, beta-glucanases and xylanases for feed production and a method for obtaining a feed complex enzyme preparation | |
RU2303057C1 (en) | Strain of mycelial fungus aspergillus aculeatus as producer of carbohydrases complex containing xylanases, beta-glucanases, pectinases and xyloglucanases | |
CN103131639B (en) | Trichoderma longibrachiatum strain and application thereof | |
RU2323973C1 (en) | STAM OF MITSELIAL MUSHROOM Aspergillus foetidus BKM F 3890D - PRODUCER OF ACID PROTEASE AND COMPEX OF CARBOHYDRASE, CONTAINS PECTINASE (POLYGALACTURONASE), CELANESE, β-GLUCANESE, ARABINASE, GALACTANSE, CELOGLUKANASE, SACCHARASE, α-L-ARABINEOFURANOZIDASE, β-GLUKOZIDASE AND AMPILASE | |
RU2195490C2 (en) | Strain of mycelioid fungus trichoderma longibrachiatum as producer of carbohydrases complex containing cellulase, beta-glucanase, xylanase, pectinase and mannanase | |
Khalid-Bin-Ferdaus et al. | Commercial production of alpha amylase enzyme for potential use in the textile industries in Bangladesh | |
WO2007114729A1 (en) | Method of lignocellulose materials saccharification using enzymes produced by penicillium fimiculosum | |
RU2303065C1 (en) | Mycelium fungi strain trichoderma longibrachiatum as cellulase, beta-glucanase and xylanase producer | |
RU2323254C2 (en) | MYCELIAL FUNGUS PENICILLIUM FUNICULOSUM STRAIN AS PRODUCER OF CARBOHYDRASES COMPLEX CONTAINING CELLULASES, β-GLUCANASES, β-GLUCOSIDASES, XYLANASES AND XYLOGLUCANASES AND METHOD FOR PREPARING ENZYME PREPARATION OF CARBOHYDRASES COMPLEX FOR SACCHARIFICATION OF LIGNOCELULOSE MATERIALS | |
RU2287571C2 (en) | STRAIN OF MYCELIAL FUNGUS TRICHODERMA LONGIBRACHIATUM AS PRODUCER OF CARBOHYDRASES COMPLEX COMPRISING CELLULASES, β-GLUCANASES, XYLANASES, MANNANASES AND PECTINASES | |
US6946277B2 (en) | Method for enhancing cellobiase activity of termitomyces clypeatus using a glycosylation inhibitor | |
RU2361915C1 (en) | Strain of mycelial mushroom myceliophthora fergusii-producer of neutral cellulase, beta-glucanase and xylanase | |
RU2287570C2 (en) | STRAIN OF MYCELIAL FUNGUS PENICILLIUM FUNICULOSUM AS PRODUCER OF CARBOHYDRASES COMPLEX CONSISTING OF CELLULOSES, β-GLUCANASES, XYLANASES, PECTINASES AND MANNANASES | |
CN102559511B (en) | Hypocrea for producing mesophile ethanol-tolerant beta-glucosidase highly and application of hypocrea | |
CN104630069B (en) | The aspergillus niger of one plant height cellulase-producing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071115 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20080727 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091115 |