RU2354697C2 - STRAIN OF MYCELIAL FUNGUS ASPERGILLUS ORYZAE - ACIDIC α-AMYLASE PRODUCER - Google Patents

STRAIN OF MYCELIAL FUNGUS ASPERGILLUS ORYZAE - ACIDIC α-AMYLASE PRODUCER Download PDF

Info

Publication number
RU2354697C2
RU2354697C2 RU2007109709/13A RU2007109709A RU2354697C2 RU 2354697 C2 RU2354697 C2 RU 2354697C2 RU 2007109709/13 A RU2007109709/13 A RU 2007109709/13A RU 2007109709 A RU2007109709 A RU 2007109709A RU 2354697 C2 RU2354697 C2 RU 2354697C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
amylase
acidic
strain
starch
asp
Prior art date
Application number
RU2007109709/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007109709A (en
Inventor
Нина Васильевна Цурикова (RU)
Нина Васильевна Цурикова
Анна Сергеевна Середа (RU)
Анна Сергеевна Середа
Лидия Михайловна Барышникова (RU)
Лидия Михайловна Барышникова
Олег Николаевич Окунев (RU)
Олег Николаевич Окунев
Аркадий Пантелеймонович Синицын (RU)
Аркадий Пантелеймонович Синицын
Владимир Михайлович Черноглазов (RU)
Владимир Михайлович Черноглазов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "Фермтек"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "Фермтек" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "Фермтек"
Priority to RU2007109709/13A priority Critical patent/RU2354697C2/en
Publication of RU2007109709A publication Critical patent/RU2007109709A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2354697C2 publication Critical patent/RU2354697C2/en

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: strain of mycelial fungus Aspergillus oryzae All Russian collection microorganisms F-3927 D - producer of acid α-amylase can be used in various areas of industry and agriculture for saccharifying starch-containing raw material.
EFFECT: increase of acid α-amylase output.
4 ex

Description

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано в микробиологической промышленности при производстве кислой α-амилазы, применяемой в различных областях промышленности и сельского хозяйства для осахаривания (гидролиза) крахмалосодержащего сырья, а именно в хлебопечении, спиртовой, пивоваренной, кондитерской и крахмалопаточной промышленности (выработка паток, сиропов, глюкозы), при производстве крупяных изделий, овощных продуктов, изделий из фруктов (соков, сиропов, экстрактов, варений, пектина), детского питания, в текстильной, бумажной промышленности при производстве моющих средств, а также в медицине.The invention relates to the field of biotechnology and can be used in the microbiological industry in the production of acidic α-amylase used in various fields of industry and agriculture for saccharification (hydrolysis) of starch-containing raw materials, namely in baking, alcohol, brewing, confectionery and starch-making industry (production molasses, syrups, glucose), in the production of cereals, vegetable products, fruit products (juices, syrups, extracts, jams, pectin), baby food , in the textile, paper industry in the production of detergents, as well as in medicine.

α-Амилаза (α-1,4-глюкан-глюканогидролаза, 3.2.1.1.) является ферментом амилолитического действия, относится к классу гидролаз, подклассу гликозидаз, гидролизует внутренние α-1,4-глюкозидные связи в крахмале, гликогене и родственных им поли - и олигосахаридах, приводя к образованию мальтодекстринов различной молекулярной массы, мальтотриозы, изомальтозы и глюкозы.α-Amylase (α-1,4-glucan-glucanohydrolase, 3.2.1.1.) is an amylolytic action enzyme, belongs to the class of hydrolases, a subclass of glycosidases, hydrolyzes the internal α-1,4-glucosidic bonds in starch, glycogen and related poly - and oligosaccharides, leading to the formation of maltodextrins of various molecular weights, maltotriose, isomaltose and glucose.

По составу конечных продуктов гидролиза крахмала α-амилазы подразделяются на два типа - декстринирующие (разжижающие), приводящие к образованию мальтоолигосахаридов (мальтопентаозы и мальтогексаозы), и сахарогенные, приводящие к образованию в основном мальтозы (и глюкозы).According to the composition of the final products of starch hydrolysis, α-amylases are divided into two types: dextrinizing (thinning), leading to the formation of maltooligosaccharides (maltopentaoses and maltohexaoses), and sugar, leading to the formation of mainly maltose (and glucose).

Роль кислой α-амилазы в процессах биоконверсии крахмалосодержащего сырья в настоящее время значительно возросла в связи с разработкой и реализацией технологии производства топливного этанола из крахмалосодержащего сырья, предусматривающей использование низкотемпературной водно-тепловой обработки с применением высокоактивных и кислотоустойчивых ферментных препаратов кислой α-амилазы и глюкоамилазы. Совместное использование ферментов способствует увеличению скорости и глубины деструкции крахмала, в результате степень гидролиза крахмала достигает 98-99%, при этом эффективность процесса ферментативной обработки может быть значительная повышена за счет применения высокоактивных ферментных препаратов.The role of acidic α-amylase in bioconversion of starch-containing raw materials has now increased significantly in connection with the development and implementation of a technology for the production of fuel ethanol from starch-containing raw materials, which involves the use of low-temperature water-heat treatment using highly active and acid-resistant enzyme preparations of acidic α-amylase and The joint use of enzymes contributes to an increase in the speed and depth of degradation of starch; as a result, the degree of hydrolysis of starch reaches 98-99%, while the efficiency of the enzymatic treatment process can be significantly increased due to the use of highly active enzyme preparations.

Известны микроорганизмы различных таксономических групп - продуценты амилаз и способы их культивирования в аэробных условиях. Выбор штамма-продуцента зависит от его способности обеспечить высокий уровень активности в культуральной жидкости, скорости биосинтеза, выхода ферментов с единицы использованного субстрата, стоимости субстрата.Microorganisms of various taxonomic groups are known - producers of amylases and methods for their cultivation under aerobic conditions. The choice of producer strain depends on its ability to provide a high level of activity in the culture fluid, the rate of biosynthesis, the release of enzymes from a unit of the substrate used, and the cost of the substrate.

В мировой практике для промышленного получения продуктов гидролиза крахмала используют, главным образом, амилазы, образуемые грибами, относящиеся к роду Aspergillus с желто-зеленым пигментообразованием: Asp.flavus Asp.oryzae, Asp.glauscus, Asp.ochraceusi, Asp.fumigatus, в том числе рекомбинантными. Применение рекомбинантных штаммов существенно усложняет процесс получения ферментных препаратов. Это связано, в первую очередь, с необходимостью проведения постоянных исследований по поддержанию штаммов в стабильном и активном состоянии, созданием специальных условий культивирования, не всегда доступных при промышленном ведении процесса.In world practice, for the industrial production of starch hydrolysis products, mainly amylases formed by fungi, belonging to the genus Aspergillus with yellow-green pigmentation, are mainly used: Asp.flavus Asp.oryzae, Asp.glauscus, Asp.ochraceusi, Asp.fumigatus, including the number of recombinant. The use of recombinant strains significantly complicates the process of obtaining enzyme preparations. This is primarily due to the need for ongoing research to maintain the strains in a stable and active state, the creation of special cultivation conditions that are not always available in industrial process control.

В настоящее время в России препараты кислых α-амилаз не производятся, главным образом, из-за низкой активности имеющихся продуцентов. Выпускаемый в промышленном масштабе ПО «Сиббиофарм» (г.Бердск) Амилосубтилин Г3х - ферментный препарат α-амилазы на основе штамма бактерий Bacillus subtilis, обладает несколько иными свойствами, чем кислая α-амилаза, являясь препаратом разжижающего действия, проявляющего максимальную активность в нейтральной и слабощелочной зоне.Currently, in Russia, preparations of acidic α-amylases are not produced, mainly due to the low activity of existing producers. Industrial-scale PA Sibbiopharm (Berdsk) Amilosubtilin G3x is an enzyme preparation of α-amylase based on the bacterial strain Bacillus subtilis, has slightly different properties than acidic α-amylase, being a liquefying drug that exhibits maximum activity in neutral and slightly alkaline zone.

Известен штамм плесневелого гриба Asp.oryzae 740-А2 - активный продуцент α-амилазы (Калунянц К.А. и Голгер Л.И. Микробные ферментные препараты. М.: Пищевая промышленность, 1979, стр.8-9). Активность получаемой α-амилазы составляет 200,0 ед/г сухого вещества.A known strain of moldy fungus Asp.oryzae 740-A2 is an active producer of α-amylase (Kalunyants K.A. and Golger L.I. Microbial enzyme preparations. M: Food industry, 1979, pp. 8-9). The activity of the obtained α-amylase is 200.0 units / g of dry matter.

Недостатком известного штамма следует признать нестабильную активность α-амилазы при культивировании его в производственных условиях, а также повышенную восприимчивость к инфекциям.A disadvantage of the known strain should be recognized as the unstable activity of α-amylase during cultivation under industrial conditions, as well as increased susceptibility to infections.

Известен (US, патент 4,593,005) штамм Asp.oryzae - продуцент кислой α-амилазы, способной гидролизовать гранулированный крахмал. При культивировании в колбах на твердой или жидкой среде при температуре 45°С и рН от 4,0 до 7,0 он обеспечивает максимальную активность фермента после 168 ч роста - 12 ед. в 1 мл культуральной жидкости. В питательных средах в качестве источника углерода могут быть использованы крахмал, кукурузная крупка, пшеничная мука, меласса, в качестве источника азота - пептон, мясной экстракт, дрожжевой экстракт, казеин, кукурузный экстракт, солодовый экстракт, соевое масло, неорганические аммонийные соли, нитраты. Кроме того, для обеспечения нормального роста продуцента и биосинтеза фермента необходимо присутствие в питательных средах следующих неорганических солей: KH2PO4, FeSO4, MgSO4, KCl, CaCl2, CoCl2, MnSO4.The known (US patent 4,593,005) strain Asp.oryzae is a producer of acidic α-amylase capable of hydrolyzing granular starch. When cultured in flasks on a solid or liquid medium at a temperature of 45 ° C and pH from 4.0 to 7.0, it provides the maximum activity of the enzyme after 168 hours of growth - 12 units. in 1 ml of culture fluid. In nutrient media, starch, corn grits, wheat flour, molasses can be used as a carbon source, peptone, meat extract, yeast extract, casein, corn extract, malt extract, soybean oil, inorganic ammonium salts, nitrates can be used as a source of carbon. In addition, to ensure the normal growth of the producer and the biosynthesis of the enzyme, the presence of the following inorganic salts in the nutrient media is necessary: KH 2 PO 4 , FeSO 4 , MgSO 4 , KCl, CaCl 2 , CoCl 2 , MnSO 4 .

Известен (SU, авторское свидетельство 1158579) штамм микроскопического гриба Asp.oryzae НРВ-169 (коллекция Центрального Музея промышленных микроорганизмов «ВНИИГенетика», коллекционный номер ЦМПМ F-257) - продуцент α-амилазы. В качестве источника углерода может использовать крахмал картофельный или кукурузный. Активность α-амилазы составляет 40-55 ед/мг. Его недостатком следует признать низкую активность относительно кислой α-амилазы.Known (SU, copyright certificate 1158579) is a strain of the microscopic fungus Asp.oryzae НРВ-169 (collection of the Central Museum of Industrial Microorganisms "VNIIGenetika", collection number TsMPM F-257) - producer of α-amylase. Potato or corn starch may be used as a carbon source. The activity of α-amylase is 40-55 u / mg. Its disadvantage should be recognized as low activity relative to acidic α-amylase.

Известен также (RU, патент 2070921) штамм Asp.oryzae 387 (ВКПМ F-683) - продуцент комплекса кислых и слабокислых протеаз, амилолитических и цитолитических ферментов. При культивировании на питательной среде, содержащей, %: ячменная мука - 3,0; отруби - 3,0; КН2PO4 - 1,5; водопроводная вода, рН естественный, в аэробных условиях при 28-30°С в течение 42-48 ч штамм синтезирует комплекс кислых и слабокислых протеаз с общей протеолитической активностью 11,5 ед ПС/мл, кислую α-амилазу с активностью 12 ед на 1 мл КЖ, а также сопутствующие ферменты целлюлолитического комплекса. Однако заявляемая амилолитическая активность штамма Asp.oryzae 387 очень низкая, что делает его практическое применение с этой точки зрения нецелесообразным.Also known (RU, patent 2070921) strain Asp.oryzae 387 (VKPM F-683) - producer of a complex of acidic and slightly acidic proteases, amylolytic and cytolytic enzymes. When cultivated on a nutrient medium containing,%: barley flour - 3.0; bran - 3.0; KH 2 PO 4 - 1.5; tap water, natural pH, under aerobic conditions at 28-30 ° C for 42-48 hours, the strain synthesizes a complex of acidic and slightly acidic proteases with a total proteolytic activity of 11.5 units PS / ml, acidic α-amylase with an activity of 12 units per 1 ml of QOL, as well as related enzymes of the cellulolytic complex. However, the claimed amylolytic activity of the strain Asp.oryzae 387 is very low, which makes its practical use from this point of view inappropriate.

Известен (SU, авторское свидетельство 1440922) штамм Asp.oryzae ВКПМ F-369 - продуцент амилолитических и протеолитических ферментов. При культивировании на питательной среде, содержащей, %: ячменная мука - 14,0; соевая мука - 0,5; КН2PO4 - 0,5; водопроводная вода, рН естественный, в аэробных условиях при 28°С в течение 96 ч штамм синтезирует комплекс кислых и слабокислых протеаз, при этом ферментативные активности составляют по АС - 20,7, по ПС - 17,3 ед/мл. Однако заявляемая амилолитическая активность штамма Asp.oryzae ВКПМ-F-369 очень низкая, что делает его практическое применение с этой точки зрения нецелесообразным.Known (SU, copyright 1440922) strain Asp.oryzae VKPM F-369 - producer of amylolytic and proteolytic enzymes. When cultivated on a nutrient medium containing,%: barley flour - 14.0; soy flour - 0.5; KH 2 PO 4 - 0.5; tap water, natural pH, under aerobic conditions at 28 ° C for 96 hours, the strain synthesizes a complex of acidic and weakly acidic proteases, while the enzymatic activity is 20.7 in AC and 17.3 units / ml in PS. However, the claimed amylolytic activity of the strain Asp.oryzae VKPM-F-369 is very low, which makes its practical use from this point of view impractical.

Известен штамм Asp.awamori М-2002 (ВКМ F-3771D) (Семенова М.В. и др. Микробные биокатализаторы для перерабатывающих отраслей АПК - М.: ВНИИПБТ, 2006, 304 с.). При культивировании в глубинных условиях в течение 192 ч на питательной среде, при использовании в качестве источника углерода гидролизата муки злаковых культур штамм синтезирует глюкоамилазу с активностью 800-1080 ед/мл. Введение солей CaCO3, MgSO4 или комплексного соединения углекислых солей кальция и магния (или окиси магния) в питательные среды способствует стабилизации рН среды в течение всей ферментации на уровне от 5,9 до 6,4, что приводит к изменению направленности процесса биосинтеза в сторону увеличения синтеза кислой α-амилазы. Таким образом, изменяя условия культивирования штамма Asp.awamori М-2002, можно получать высокоактивные комплексные ферментные препараты, обладающие глюкоамилазной и α-амилазной активностью. Однако, являясь на текущий момент высокоактивным продуцентом глюкоамилазы, штамм Asp.awamori М-2002 в отношении синтеза α-амилазы находится на относительно низком уровне продуктивности, обеспечивая максимальную α-амилазную активность на уровне 60-80 ед/мл культуральной жидкости на 192 ч роста.The known strain Asp.awamori M-2002 (VKM F-3771D) (Semenova M.V. et al. Microbial biocatalysts for the processing industries of the agro-industrial complex - M .: VNIIIPBT, 2006, 304 p.). When cultivated in deep conditions for 192 h on a nutrient medium, when using cereal flour hydrolyzate as a carbon source, the strain synthesizes glucoamylase with an activity of 800-1080 units / ml. The introduction of CaCO 3 , MgSO 4 salts or a complex compound of calcium and magnesium carbonic salts (or magnesium oxide) into the nutrient medium helps to stabilize the pH of the medium during the entire fermentation at a level of 5.9 to 6.4, which leads to a change in the direction of the biosynthesis process in side of increased synthesis of acidic α-amylase. Thus, by changing the cultivation conditions of the strain Asp.awamori M-2002, it is possible to obtain highly active complex enzyme preparations with glucoamylase and α-amylase activity. However, being currently a highly active producer of glucoamylase, Asp.awamori M-2002 strain with respect to α-amylase synthesis is at a relatively low productivity level, providing a maximum α-amylase activity of 60-80 units / ml of culture fluid for 192 h of growth .

Недостатками всех вышеперечисленных продуцентов являются низкая продуктивность штаммов применительно к кислой α-амилазе и сложность способа их культивирования. Высокоактивные продуценты недоступны для организации отечественного производства, поскольку являются собственностью зарубежных фирм-производителей.The disadvantages of all of the above producers are the low productivity of the strains in relation to acidic α-amylase and the complexity of the method of their cultivation. Highly active producers are not available for the organization of domestic production, since they are the property of foreign manufacturing companies.

Техническая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в получении нового высокопродуктивного штамма мицелиальных грибов - продуцента кислой α-амилазы, способного при культивировании на дешевых и технологичных средах обеспечивать высокий уровень активности и выход фермента с единицы массы использованного субстрата.The technical problem to which the present invention is directed is to obtain a new highly productive strain of mycelial fungi, a producer of acidic α-amylase, capable of providing a high level of activity and the release of the enzyme per unit mass of the used substrate when cultured on cheap and technologically advanced media.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, состоит в получении нового высокопродуктивного штамма - продуцента кислой α-амилазы при одновременном расширении спектра используемых субстратов (крахмалосодержащие субстраты, кукурузный экстракт, растительные белки).The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to obtain a new highly productive strain - a producer of acidic α-amylase, while expanding the range of substrates used (starch-containing substrates, corn extract, vegetable proteins).

Для достижения указанного технического результата предложено использовать новый селекционированный мутантный штамм мицелиального гриба Asp.oryzae UV27R-14 - продуцент кислой α-амилазы.To achieve the specified technical result, it is proposed to use a new breeding mutant strain of the mycelial fungus Asp.oryzae UV27R-14, a producer of acidic α-amylase.

Штамм Asp.oryzae (Ahlburg) Е. Cohn UV27R-14 депонирован во Всероссийской коллекции микроорганизмов при Институте биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К.Скрябина РАН под №ВКМ F-3927 D.The strain Asp.oryzae (Ahlburg) E. Cohn UV27R-14 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-3927 D.

Штамм Asp.oryzae ВКМ F-3927D получен методом многоступенчатой генетической селекции с применением эффективного мутагенеза - ультрафиолетового облучения с одновременным воздействием химических мутагенов из штамма Asp.oryzae ВКМ F-52 согласно следующей методике. Суспензию спор исходного штамма, полученную в дистиллированной воде с добавлением 0,1% Твина-80, облучают ультрафиолетом (облучение световым потоком мощностью 3 мВт/см2) в течение 10 мин. Облученные споры высевают на чашки Петри с селективными средами, выращивают при 35°С в течение 5 суток. Мутанты с улучшенной продукцией кислой α-амилазы отбирают визуально по увеличенным зонам просветления вокруг колоний. Наиболее активные мутанты, отобранные на чашках, проверяют на продуктивность синтеза кислой а - амилазы при культивировании в жидкой среде в колбах. Отобранные при культивировании в колбах активные клоны снова (многократно) подвергают облучению и селекции на чашках и колбах, как описано выше.Strain Asp.oryzae VKM F-3927D was obtained by multistage genetic selection using effective mutagenesis - ultraviolet irradiation with simultaneous exposure to chemical mutagens from strain Asp.oryzae VKM F-52 according to the following method. The spore suspension 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 of 3 mW / cm 2 ) for 10 min. Irradiated spores are plated on Petri dishes with selective media, grown at 35 ° C for 5 days. Mutants with improved production of acidic α-amylase 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 acidic a - amylase when cultured in a liquid medium in flasks. The active clones selected during cultivation in flasks 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 ° C with obligatory reseeding at least once for 3-6 months.

Макроскопические характеристики. Колонии на агаре Чапека с дрожжевым экстрактом (CYA) при 25°С имеют диаметр 65-70 мм/7 сут, зеленовато-желтые, поверхность пушистая до хлопьевидной, край ровный; мицелий плотный, белый, эксудат отсутствует, обратная сторона неокрашенная.Macroscopic characteristics. Colonies on Chapek agar with yeast extract (CYA) at 25 ° C have a diameter of 65-70 mm / 7 days, greenish-yellow, the surface is fluffy to flocculent, the edge is even; the mycelium is dense, white, exudate is absent, the reverse side is unpainted.

Колонии на агаре Чапека с дрожжевым экстрактом (CYA) при 37°С имеют диаметр 60-65 мм/7 сут, оливково-желтоватые, поверхность пушистая, край ровный; мицелий плотный, белый, эксудат отсутствует, обратная сторона неокрашенная.Colonies on Chapek agar with yeast extract (CYA) at 37 ° C have a diameter of 60-65 mm / 7 days, olive-yellowish, the surface is fluffy, the edge is even; the mycelium is dense, white, exudate is absent, the reverse side is unpainted.

Колонии на агаре Чапека с дрожжевым экстрактом и 20% сахарозы (CY20S) при 25°С имеют диаметр колонии 67-71 мм/7 сут, оливково-желтые, поверхность пушистая до клочковатой, край ровный; мицелий плотный, белый, эксудат отсутствует, обратная сторона неокрашенная.Colonies on Chapek agar with yeast extract and 20% sucrose (CY20S) at 25 ° C have a colony diameter of 67-71 mm / 7 days, olive yellow, the surface is fluffy to ragged, the edge is even; the mycelium is dense, white, exudate is absent, the reverse side is unpainted.

Колонии на Мальц-агаре (МЕА) при 25°С имеют диаметр 65-70 мм/7 сут, зеленовато-желтые, поверхность клочковатая, край ровный; мицелий не очень плотный, белый, эксудат отсутствует, обратная сторона желтовато-серая.Colonies on Maltz Agar (MEA) at 25 ° C have a diameter of 65-70 mm / 7 days, greenish-yellow, the surface is ragged, the edge is even; the mycelium is not very dense, white, there is no exudate, the reverse side is yellowish-gray.

Микроскопические характеристики. Конидиальные головки шаровидные до рыхло колонковидных. Конидиеносцы не окрашены, гладкостенные до слабо шероховатых, 500-1000х10-25 мкм. Везикулы (апикальные расширения) полушаровидные до грушевидных, 22-50 мкм шириной; стеригмы одноярусные и двухъярусные в пределах одной колонии, покрывают от 1/2 до 2/3 поверхности везикулы, метулы - 8-12x4-6 мкм, фиалиды - 8-12x3-5 мкм. Конидии шаровидные, 4,0-8,5 мкм в диаметре, гладкостенные до слабо шероховатых при старении. Образует ферментные системы, позволяющие расти на соответствующих комплексных субстратах: крахмале, β-глюкане, пектине и галактоманнане.Microscopic characteristics. Conidial heads spherical to loose columnar. Conidiophores are not colored, smooth-walled to slightly rough, 500-1000x10-25 microns. Vesicles (apical extensions) hemispherical to pear-shaped, 22-50 microns wide; single-tier and two-tier sterigms within the same colony, cover from 1/2 to 2/3 of the vesicle surface, metula - 8-12x4-6 microns, phialids - 8-12x3-5 microns. Conidia are spherical, 4.0-8.5 microns in diameter, smooth-walled to slightly rough during aging. It forms enzyme systems that allow it to grow on the corresponding complex substrates: starch, β-glucan, pectin and galactomannan.

Данный вид мицелиального гриба не числится в качестве патогенного в "Положении порядка 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 registration, storage, handling, dispensing and transfer of cultures of bacteria, viruses, rickettsia, fungi, protozoa, mycoplasmas, bacterial toxins, poisons of biological origin."

Полученный мутант по своим морфологическим свойствам отличается от исходного характером спороношения, цветом пигмента спор, более коротким циклом роста при выращивании на твердых и жидких средах, повышенным синтезом кислой α-амилазы при глубинном культивировании.The morphological properties of the obtained mutant differ from the initial one by the character of sporulation, the color of spore pigment, a shorter growth cycle when grown on solid and liquid media, and increased synthesis of acidic α-amylase during deep cultivation.

При изучении морфологической изменчивости при рассеве штамма Asp.oryzae на селективных средах отмечено выщепление нетипичных колоний в количестве 5-7%, что свидетельствует о стабильности культуры.When studying morphological variability during screening of the strain Asp.oryzae on selective media, atypical colonies were cleaved in the amount of 5-7%, which indicates the stability of the culture.

Культивирование штамма Asp.oryzae ВКМ F-3927D осуществляют в аэробных условиях в погружном состоянии при температуре 35°С в течение 120 часов, рН среды 5.8-6.2. Для роста культуры и биосинтеза кислой α-амилазы источником углерода и азота могут служить крахмал, гидролизованный крахмал, соевая, кукурузная или другая зерновая мука, либо их экстракты, аммонийный азот, кукурузный экстракт.The cultivation of the strain Asp.oryzae VKM F-3927D is carried out under aerobic conditions in a submersible state at a temperature of 35 ° C for 120 hours, the pH of the medium is 5.8-6.2. For the growth of the culture and biosynthesis of acidic α-amylase, starch, hydrolyzed starch, soy, corn or other grain flour, or their extracts, ammonium nitrogen, and corn extract can serve as a source of carbon and nitrogen.

Активность кислой α-амилазы в культуральной жидкости определяют по способности катализировать гидролиз крахмала до декстринов различной молекулярной массы. За единицу активности принимают такое количество фермента, которое в течение 10 минут при 30°С при рН 4,7 катализирует гидролиз 1 г растворимого крахмала, что составляет 30% от введенного в реакцию.The activity of acidic α-amylase in the culture fluid is determined by the ability to catalyze the hydrolysis of starch to dextrins of various molecular weights. A unit of activity is taken to be such an amount of an enzyme that within 10 minutes at 30 ° C at pH 4.7 catalyzes the hydrolysis of 1 g of soluble starch, which is 30% of the reaction.

Ферментные препараты, полученные с помощью предлагаемого штамма, могут быть использованы в виде культуральной жидкости, жидких концентрированных препаратов, получаемых с помощью ультрафильтрации или упаривания культуральной жидкости, или в виде сухих препаратов (Амилоризин Г10х, Г20х), получаемых осаждением этанолом или другими органическими растворителями из ультрафильтрата культуральной жидкости, а также высушиванием или гранулированием.Enzyme preparations obtained using the proposed strain can be used in the form of culture fluid, concentrated liquid preparations obtained by ultrafiltration or evaporation of the culture fluid, or in the form of dry preparations (Amilorizin G10x, G20x) obtained by precipitation with ethanol or other organic solvents from ultrafiltrate of the culture fluid, as well as drying or granulation.

Методом гидрофобной хроматографии ферментного препарата Амилоризина Г10х получена гомогенная кислая α-амилаза Asp.oryzae с молекулярной массой 52 кДа, удельная амилолитическая способность которой составляет 39 ед/мг белка. Кислая α-амилаза Asp.oryzae активна при температуре от 30 до 70°С с оптимумом действия при 58-60°С; стабильна в широком интервале значений рН - от 3.5 до 8.0, с оптимумом действия при рН 5,0-6,0; в более кислой зоне, характерной для мучных замесов (рН 4,5), проявляет активность на 85-95%; является мальтогенной кислой α-амилазой, предельная степень гидролиза растворимого и нерастворимого крахмала составляли 38 и 34% соответственно.The method of hydrophobic chromatography of the enzyme preparation Amilorizin G10x yields a homogeneous acidic Asp.oryzae α-amylase with a molecular weight of 52 kDa, the specific amylolytic ability of which is 39 u / mg protein. Acidic α-amylase Asp.oryzae is active at temperatures from 30 to 70 ° C with optimum action at 58-60 ° C; stable in a wide range of pH values - from 3.5 to 8.0, with optimum action at pH 5.0-6.0; in a more acidic zone, characteristic of flour mixtures (pH 4.5), is 85-95% active; is a maltogenic acid α-amylase; the limiting degree of hydrolysis of soluble and insoluble starch was 38 and 34%, respectively.

Таким образом, свойства фермента кислой α-амилазы Asp.oryzae ВКМ F-3927D обеспечивают эффективность ее применения для осахаривания крахмалосодержащего сырья. Возможность использования изобретения иллюстрируется примерами, которые не ограничивают объем и сущность притязаний, связанных с ними.Thus, the properties of the Asp.oryzae VKM F-3927D acid α-amylase enzyme ensure its effectiveness in saccharification of starch-containing raw materials. 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. Посевной материал (инокулюм) получают выращиванием штамма на жидкой питательной среде состава: пшеничная мука - 6%, соевая мука - 4%, кукурузный экстракт - 1%, NH4NO3 - 0,3%, КН2PO4 - 0,02%, СаСО3 - 1,2%, вода дистиллированная, рН среды 5,8-6,2, в колбах, содержащих 50 мл стерильной среды, на качалке с 240 об/мин при 30°С в течение 48 часов.Example 1. Sowing material (inoculum) is obtained by growing a strain on a liquid nutrient medium composition: wheat flour - 6%, soy flour - 4%, corn extract - 1%, NH 4 NO 3 - 0.3%, KH 2 PO 4 - 0.02%, CaCO 3 - 1.2%, distilled water, pH 5.8-6.2, in flasks containing 50 ml of sterile medium, on a shaker with 240 rpm at 30 ° C for 48 hours .

Полученный посевной материал в количестве 2% к объему среды вносят в качалочные колбы объемом 750 мл, содержащие 50 мл среды следующего состава, мас.%: пшеничная мука - 6%, соевая мука -4%, кукурузный экстракт - 1%, NH4NO3 - 0,3%, КН2PO4 - 0,02%, СаСО3 - 1,2%, вода водопроводная, рН среды 5,8-6,2. Среду предварительно обрабатывают ферментным препаратом бактериальной кислой α-амилазы из расчета 2 ед/г крахмала при 70°С в течение 20 минут.The resulting seed in an amount of 2% by volume of the medium is introduced into rocking flasks with a volume of 750 ml containing 50 ml of medium of the following composition, wt.%: Wheat flour - 6%, soy flour - 4%, corn extract - 1%, NH 4 NO 3 - 0.3%, KH 2 PO 4 - 0.02%, CaCO 3 - 1.2%, tap water, pH 5.8-6.2. The medium is pre-treated with a bacterial acidic α-amylase enzyme preparation at the rate of 2 u / g starch at 70 ° C for 20 minutes.

Культивирование осуществляют в аэробных условиях на качалке (240 об/мин) при температуре 30°С.Cultivation is carried out under aerobic conditions on a rocking chair (240 rpm) at a temperature of 30 ° C.

Максимальная ферментативная активность кислой α-амилазы (120 ч роста)в культуральной жидкости составляет 380 ед/мл.The maximum enzymatic activity of acidic α-amylase (120 h of growth) in the culture fluid is 380 u / ml.

Пример 2. Культивирование осуществляют в качалочных колбах, как описано в примере 1, используя жидкую питательную среду следующего состава, мас.%: кукурузный крахмал - 10%, соевая мука - 4%, кукурузный экстракт - 1%, NH4NO3 - 0,3%, КН2PO4 - 0,02%, СаСО3 - 1,2%, вода водопроводная, рН среды 5,8-6,2. Максимальная ферментативная активность кислой α-амилазы (120 ч роста) в культуральной жидкости составляет 425 ед/мл.Example 2. Cultivation is carried out in rocking flasks, as described in example 1, using a liquid nutrient medium of the following composition, wt.%: Corn starch - 10%, soy flour - 4%, corn extract - 1%, NH 4 NO 3 - 0 , 3%, KH 2 PO 4 - 0.02%, CaCO 3 - 1.2%, tap water, pH 5.8-6.2. The maximum enzymatic activity of acidic α-amylase (120 h of growth) in the culture fluid is 425 u / ml.

Пример 3. Культивирование осуществляют в качалочных колбах, как описано в примере 1, используя жидкую питательную среду следующего состава, мас.%: пшеничная мука - 10%, соевая мука - 4%, кукурузный экстракт - 1%, NH4NO3 - 0,3%,Example 3. Cultivation is carried out in rocking flasks, as described in example 1, using a liquid nutrient medium of the following composition, wt.%: Wheat flour - 10%, soy flour - 4%, corn extract - 1%, NH 4 NO 3 - 0 3%

КН2PO4 - 0,02%, СаСО3 - 1,2%, вода водопроводная, рН среды 5,8-6,2. Максимальная ферментативная активность кислой α-амилазы на 120 ч роста в культуральной жидкости составляет 480 ед/мл.KH 2 PO 4 - 0.02%, CaCO 3 - 1.2%, tap water, pH of the medium 5.8-6.2. The maximum enzymatic activity of acidic α-amylase per 120 h of growth in the culture fluid is 480 units / ml.

Пример 4. Проводят процесс культивирования в лабораторных ферментерах фирмы "Anglicon" (Великобритания), емкостью 10 л, оснащенных системами автоматического регулирования рН, pO2, температуры и пеногашения. Массообмен осуществляется при помощи барботера и двухъярусной мешалки, обеспечивающих аэрацию - до 15 г O2/л ч.Example 4. The process of cultivation is carried out in laboratory fermenters of the company "Anglicon" (Great Britain), with a capacity of 10 l, equipped with automatic control systems for pH, pO 2, temperature and defoaming. Mass transfer is carried out using a bubbler and a two-tier mixer, providing aeration - up to 15 g O 2 / l h.

Условия культивирования: коэффициент загрузки ферментеров - 0,5; посевной материал - вегетативная культура, выращенная в колбах (по примеру 1); доза засева посевной культуры в ферментер - 2%. Температурный режим - дифференцированный: первые 48 ч культивирования 35°С, далее 30°С.Cultivation conditions: load factor of fermenters - 0.5; seed - a vegetative culture grown in flasks (according to example 1); the dose of inoculation of the crop in the fermenter is 2%. The temperature regime is differentiated: the first 48 hours of cultivation is 35 ° C, then 30 ° C.

Состав ферментационной среды, г/л: пшеничная мука - 6%, соевая мука - 4%, кукурузный экстракт - 1%, NH4NO3 - 0,3%, КН2PO4 - 0,02%, СаСО3 - 1,2%, вода водопроводная, рН среды 5,8-6,2. На 24 и 30 ч культивирования вносят подпитку в виде 50%-го гидролизата крахмала кукурузной муки в количестве 30% от объема ферментационной среды.The composition of the fermentation medium, g / l: wheat flour - 6%, soy flour - 4%, corn extract - 1%, NH 4 NO 3 - 0.3%, KH 2 PO 4 - 0.02%, CaCO 3 - 1 , 2%, tap water, pH 5.8-6.2. For 24 and 30 hours of cultivation, make-up is made in the form of a 50% hydrolyzate of cornmeal starch in an amount of 30% of the volume of the fermentation medium.

Активность кислой α-амилазы на 120 ч культивирования в культуральной жидкости составляет 700-800 ед/мл.The activity of acidic α-amylase per 120 hours of cultivation in the culture fluid is 700-800 u / ml.

Полученные данные свидетельствуют об увеличении активности амилазы в культуральной жидкости заявляемого штамма Asp.oryzae ВКМ F-3927D по сравнению с наиболее известным из штаммов-мутантов Asp.awamori М-2002 в 8-10 раз.The data obtained indicate an increase in amylase activity in the culture fluid of the claimed strain Asp.oryzae VKM F-3927D compared with the most famous of the mutant strains Asp.awamori M-2002 by 8-10 times.

Для достижения высокой активности 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 strain activity, the use of complex and expensive culture media is not required. For cultivation, nutrient media traditionally used in industrial technologies for producing such enzyme preparations can be used.

Высокий уровень активности кислой α-амилазы позволяет рассматривать штамм, как продуцент перспективного ферментного препарата для обработки крахмала или крахмалосодержащего сырья с целью его глубокого гидролиза.The high level of activity of acidic α-amylase allows us to consider the strain as a producer of a promising enzyme preparation for the treatment of starch or starch-containing raw materials with the aim of deep hydrolysis.

Claims (1)

Штамм мицелиального гриба Aspergillus oryzae ВКМ F-3927D - продуцент кислой α-амилазы. The strain of the mycelial fungus Aspergillus oryzae VKM F-3927D is a producer of acidic α-amylase.
RU2007109709/13A 2007-03-19 2007-03-19 STRAIN OF MYCELIAL FUNGUS ASPERGILLUS ORYZAE - ACIDIC α-AMYLASE PRODUCER RU2354697C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007109709/13A RU2354697C2 (en) 2007-03-19 2007-03-19 STRAIN OF MYCELIAL FUNGUS ASPERGILLUS ORYZAE - ACIDIC α-AMYLASE PRODUCER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007109709/13A RU2354697C2 (en) 2007-03-19 2007-03-19 STRAIN OF MYCELIAL FUNGUS ASPERGILLUS ORYZAE - ACIDIC α-AMYLASE PRODUCER

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007109709A RU2007109709A (en) 2008-09-27
RU2354697C2 true RU2354697C2 (en) 2009-05-10

Family

ID=39928449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007109709/13A RU2354697C2 (en) 2007-03-19 2007-03-19 STRAIN OF MYCELIAL FUNGUS ASPERGILLUS ORYZAE - ACIDIC α-AMYLASE PRODUCER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2354697C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499039C1 (en) * 2012-10-19 2013-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "СОСТРА" Strain of micromycete aspergillus oryzae-producer of proteolytic and amylolytic ferments to be used in food industry
RU2514224C1 (en) * 2013-01-30 2014-04-27 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии Российской академии сельскохозяйственных наук Strain of filamentous fungus aspergillus oryzae - producer of maltogenic alpha-amylase
RU2736223C1 (en) * 2018-10-26 2020-11-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" PSYCHROTOLERANT MYCELIAL FUNGUS STRAIN GEOMYCES PANNORUM VKM F-4777D-PRODUCER OF α-AMYLASE

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГРАЧЕВА И.М., КРИВОВА А.Ю. Технология ферментных препаратов. - М.: ЭЛЕВАР, 2000, с.190-196. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499039C1 (en) * 2012-10-19 2013-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "СОСТРА" Strain of micromycete aspergillus oryzae-producer of proteolytic and amylolytic ferments to be used in food industry
RU2514224C1 (en) * 2013-01-30 2014-04-27 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии Российской академии сельскохозяйственных наук Strain of filamentous fungus aspergillus oryzae - producer of maltogenic alpha-amylase
RU2736223C1 (en) * 2018-10-26 2020-11-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" PSYCHROTOLERANT MYCELIAL FUNGUS STRAIN GEOMYCES PANNORUM VKM F-4777D-PRODUCER OF α-AMYLASE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007109709A (en) 2008-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107022493B (en) Aspergillus oryzae strain for high-yield feeding compound enzyme and application thereof
Vishnu et al. Direct conversion of starch to L (+) lactic acid by amylase producing Lactobacillus amylophilus GV6
KR101324811B1 (en) Method for production of liquid koji having enhanced plant fiber digestive enzyme, liquid koji produced by the method, and use of the liquid koji
CN101864366B (en) Penicillium citrinum bacterial strain and application thereof
US10053680B2 (en) Strain and a method to produce cellulase and its use
RU2354697C2 (en) STRAIN OF MYCELIAL FUNGUS ASPERGILLUS ORYZAE - ACIDIC α-AMYLASE PRODUCER
CN108795819A (en) A kind of complex microorganism culture and its application in producing carotenoid
CN102409006A (en) Strain and process method for producing acidic thermophilic amylase
RU2514224C1 (en) Strain of filamentous fungus aspergillus oryzae - producer of maltogenic alpha-amylase
Doss et al. Purification and characterization of extracellular amylolytic enzyme from Aspergillus species
Kumar et al. Production optimization of alpha amylase from Bacillus altitudinis
CN102533604B (en) Brevibacterium flavum and application thereof as well as method for preparing lysine through fermentation
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
RU2245364C2 (en) Strain of mycelial fungus aspergillus awamori as producer of glucoamylase
RU2001103C1 (en) Bacterial strain m-bacillus licheniformis as a producer of thermostable amlolytic enzymes
RU2070921C1 (en) Strain of fungus aspergillus oryzae - a producer of acid and weak-acid proteases, amylolytic and cytolytic enzymes
CN104711208A (en) Lactic acid bacterium with high starch decomposition ability
Kumar et al. Overproduction of glucoamylase by a deregulated mutant of a thermophilic mould Thermomucor indicae-seudaticae
RU2196821C2 (en) Strain of mycelial fungus aspergillus awamori as producer of glucoamylase
RU2457247C1 (en) Recombinant mycelial strain aspergillus awamori producer of glucoamylase
Abdel-Rahman et al. Optimization of α-amylase and amyloglucosidase productions from some amylolytic yeast strains.
RU2303065C1 (en) Mycelium fungi strain trichoderma longibrachiatum as cellulase, beta-glucanase and xylanase producer
CA1222713A (en) Strains of microorganisms and the use thereof
RU2457246C1 (en) Recombinant mycelial strain aspergillus awamori producer of enzymatic complex of glucoamylase and xylanase
RU2287571C2 (en) STRAIN OF MYCELIAL FUNGUS TRICHODERMA LONGIBRACHIATUM AS PRODUCER OF CARBOHYDRASES COMPLEX COMPRISING CELLULASES, β-GLUCANASES, XYLANASES, MANNANASES AND PECTINASES

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090320