本發(fā)明涉及半纖維酶領(lǐng)域,特別涉及一種復(fù)配酶制劑及酶解半纖維素的方法。
背景技術(shù):
1、生物質(zhì)資源具有巨大的開發(fā)潛力,尤其是廢棄的林木生物質(zhì)和農(nóng)作物秸稈,具有低成本、可再生等顯著優(yōu)勢(shì)。農(nóng)林生物質(zhì)屬于木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)。木質(zhì)纖維素在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中形成了高度致密具有頑抗性的結(jié)構(gòu),主要的組成成分包括纖維素、半纖維素及木質(zhì)素。其中,纖維素作為一種豐富存在于自然界中的天然糖基高分子,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于能源、化工、材料等行業(yè)。而將儲(chǔ)備量較為豐富的半纖維素通過生物和/或化學(xué)手段降解為小分子化合物的實(shí)驗(yàn)也取得了成功,并應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。然而,相對(duì)于纖維素,半纖維素由于其結(jié)構(gòu)的不均一性,其大分子的開發(fā)利用并未受到足夠重視。
2、木聚糖廣泛分布于高等植物的細(xì)胞壁中,是自然界中一種巨大的可再生生物資源,也是一類較為容易提取、降解和利用的半纖維素。內(nèi)切-β-1,4-木聚糖酶和β-木糖苷酶是目前降解木聚糖主要的常用酶,也是目前研究較多的酶。但是半纖維素的復(fù)雜結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其需要多種酶的共同作用才能完成解聚,現(xiàn)有報(bào)道的單一酶的降解效果都不理想。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種具有較高的木糖得率的復(fù)配酶制劑及酶解半纖維素的方法。
2、為達(dá)到上述目的,第一方面,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
3、一種復(fù)配酶制劑,包括還原端釋放木糖的外切低聚木糖酶和內(nèi)切木聚糖酶,所述復(fù)配酶制劑用于半纖維素的酶解。
4、可選地,所述內(nèi)切木聚糖酶為內(nèi)切-β-1,4-木聚糖酶,序列為seq?id?no:1。
5、可選地,所述還原端釋放木糖的外切低聚木糖酶的序列為seq?id?no:2。
6、可選地,所述內(nèi)切木聚糖酶與所述還原端釋放木糖的外切低聚木糖酶的質(zhì)量比為(2~10):1中的任一值。
7、第二方面,本發(fā)明還提供了一種酶解半纖維素的方法,包括:
8、對(duì)底物進(jìn)行預(yù)處理,進(jìn)行木質(zhì)素脫除,得到干物質(zhì);
9、向所述干物質(zhì)中加入緩沖液和酶液,并加水將反應(yīng)體系的體積補(bǔ)齊,在第一溫度下反應(yīng)第一時(shí)間后,過濾得到水解液;
10、所述酶液包括上述的復(fù)配酶制劑。
11、可選地,所述第一溫度為40℃~55℃中的任一值。
12、可選地,所述緩沖液的ph值為5.0~6.5中的任一值。
13、可選地,酶解每克所述干物質(zhì)添加所述復(fù)配酶制劑至少300u。
14、可選地,所述底物為玉米秸稈、小麥秸稈、甜高粱秸稈、甘蔗秸稈、稻稈和蘆葦秸稈中的一種或多種。
15、本發(fā)明的有益效果在于:通過還原端釋放木糖的外切低聚木糖酶(rex酶)與內(nèi)切木聚糖酶產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),提高對(duì)半纖維素的酶解能力。內(nèi)切-β-1,4-木聚糖酶從木聚糖的糖苷鏈的中部進(jìn)行糖苷的降解,與之不同的是,rex酶能夠從木寡糖的還原端釋放木糖,并參與木聚糖的降解過程。在二者協(xié)同進(jìn)行半纖維素的酶解時(shí),內(nèi)切木聚糖酶從糖苷鏈的中部進(jìn)行酶切,從而轉(zhuǎn)化得到長(zhǎng)度較短的糖苷鏈,而rex酶能夠從還原端釋放木糖,從而協(xié)助內(nèi)切木聚糖酶促進(jìn)半纖維素的降解,提高木糖得率。
16、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述,為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段,并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施,以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。
1.一種復(fù)配酶制劑,其特征在于,包括還原端釋放木糖的外切低聚木糖酶和內(nèi)切木聚糖酶,所述復(fù)配酶制劑用于半纖維素的酶解。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)配酶制劑,其特征在于,所述內(nèi)切木聚糖酶為內(nèi)切-β-1,4-木聚糖酶,序列為seq?id?no:1。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)配酶制劑,其特征在于,所述還原端釋放木糖的外切低聚木糖酶的序列為seq?id?no:2。
4.如權(quán)利要求1至3任一所述的復(fù)配酶制劑,其特征在于,所述內(nèi)切木聚糖酶與所述還原端釋放木糖的外切低聚木糖酶的質(zhì)量比為(2~10):1中的任一值。
5.一種酶解半纖維素的方法,其特征在于,包括:
6.如權(quán)利要求5所述的酶解半纖維素的方法,其特征在于,所述第一溫度為40℃~55℃中的任一值。
7.如權(quán)利要求5所述的酶解半纖維素的方法,其特征在于,所述緩沖液的ph值為5.0~6.5中的任一值。
8.如權(quán)利要求5所述的酶解半纖維素的方法,其特征在于,酶解每克所述干物質(zhì)添加所述復(fù)配酶制劑至少300u。
9.如權(quán)利要求5所述的酶解半纖維素的方法,其特征在于,所述底物為玉米秸稈、小麥秸稈、甜高粱秸稈、甘蔗秸稈、稻稈和蘆葦秸稈中的一種或多種。