汽爆秸秆固态发酵生产高活性纤维素酶的方法.docx

该【汽爆秸秆固态发酵生产高活性纤维素酶的方法 】是由【421989820】上传分享，文档一共【8】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【汽爆秸秆固态发酵生产高活性纤维素酶的方法 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。汽爆秸秆固态发酵生产高活性纤维素酶的方法
专利名称:汽爆秸秆固态发酵生产高活性纤维素酶的方法
技术领域:
本发明属于利用微生物生产纤维素酶的技术领域,特别涉及汽爆秸秆固态发酵生产高活性纤维素酶的方法。
纤维素酶解转化应用的最大障碍在于成本太高,纤维素酶制剂的成本是纤维质原料的五十倍。许多丝状真菌可以合成大量的胞外纤维素酶,被认为是最有希望投入实际生产的微生物菌群。象里氏木霉(Trichermareesei)等丝状真菌,其胞外纤维素酶蛋白质已达30-40g/l,接近或已达到高产淀粉酶的胞外蛋白质浓度,似乎已无大幅度提高的可能。但这些工作多数是采用纯的纤维素粉,无机盐等配制而成的合成培养基,进行液态发酵。正如《发酵与生物技术杂志》(Chahal,PS.,Chahal,.,andAndre,G.,),1992,74126-128所指出的液态发酵存在着对培养基要求高,酶系不齐全和易造成环境污染等问题。而利用天然秸秆如麦草、玉米秸秆等,固体发酵纤维素酶得率低,并且所产纤维素酶的β葡萄糖苷酶活也很低。为了提高纤维素酶中的β葡萄糖苷酶活,在《酶与微生物技术》(Zhao,X.,etal.,.),1993,1562-68一文中报道了在纤维素酶的使用中,需要复配β葡萄糖苷酶活,或在纤维素酶的发酵过程中混合接种高产β葡萄糖苷酶活的菌株,但这样就增加了纤维素酶的生产成本,所以目前难于推广。
本发明的目的是克服现有技术存在的酶活低、组分不全、生产成本高、易染菌、生产不稳定的缺点;利用密闭式压力脉动固态发酵反应器,提供一种新的、廉价的汽爆秸秆固态发酵生产高活性纤维素酶的方法。
本发明的技术方案是以汽爆处理的秸秆为主要培养料,按一定配方制成发酵用培养料,以斜卧青霉(PenicilliumdecumbensJUAIO)为菌种,用密闭式压力脉动固态发酵反应器生产纤维素酶,所产生的纤维素酶酶活较高,组分齐全,,,生产稳定。而纤维素酶的浸提和纯化仍采用传统的酶提取纯化的方法,对于酶泥采用真空冷凝干燥。
本发明方法以重量百分比计,向发酵原料为80-95%经汽爆处理的秸秆和5-20%麸皮中加入无机盐溶液,制成发酵培养料,其中,固液比以W/V计为1∶2-,无机盐溶液含(NH4)%,%,%;调pH值5-6;灭菌,接液体菌种,将发酵培养料送入密闭式压力脉动固态发酵反应器中进行固态发酵;,离心除去固形物,上清液为所得高活性纤维素酶。
所述的汽爆处理是将秸秆粗切至20-30mm长,再装入汽爆罐,--10分钟,瞬间减压释放即得汽爆料;所述的
秸秆是指麦草、稻草或玉米秆;-,以15-60分钟为周期进行周期充压和泻压,培养温度28℃-32℃,-;所述的液体菌种为以10%麸皮浸汁(已灭菌)为培养基,接入斜卧青霉试管斜面种子30℃发酵24小时而成液体种子,接入量为相对于固体料重的7-12%;灭菌方法为常规蒸汽灭菌方式。
本发明所用压力脉动固态发酵反应器是一环行耐压容器。本发明纤维素酶的浸提和纯化可采用传统的酶提取纯化的方法,对于酶泥采用真空冷凝干燥。其是将95%乙醇和浸提酶液按1∶1比例混合,静止5小时后,压滤得滤饼;滤饼在50000-90000Pa下,35℃干燥24小时后,粉碎至60目。
本发明纤维素酶活测定按照国际化学会制定的方法。
汽爆秸秆固态发酵生产高活性纤维素酶的主要条件结论(1)本发明采用的蒸气爆碎处理技术,使秸秆中的半纤维素和木质素部分降解,以此利用汽爆秸秆作为纤维素酶固态发酵的主要原料,它既是营养物,膨松剂,又是纤维素酶的很好诱导物,因此,用汽爆秸秆作底物固态发酵与直接用碎麦草作底物相比,不仅使滤纸酶提高了2-5倍,而且使β葡萄糖苷酶活接近了FPA水平,免去了混合培养的麻烦和复配纤维素酶中的β葡萄糖苷酶成本,这样大大降低了高活性纤维素酶生产成本。
(2)密闭式压力脉动固态发酵方式不仅提高了纤维素酶的酶活,而且大大降低了染菌的几率,提高了固态发酵生产的稳定性(3)不同纤维质原料对产酶的影响(培养箱发酵)见表1。

(4)不同固态发酵方式对产酶的影响见表2。
表2不同固态发酵方式对产酶的影响
下面结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步的描述。
。
,通入蒸汽,待排出罐内冷空气后,关闭装料阀,,维压10分钟,打开放料阀,瞬间减压释放即得汽爆麦草。
%汽爆处理的麦草和10%麸皮中加入无机盐溶液,制成发酵培养料,其中,固液比为1∶,无机盐溶液含(NH4)%,%,%,pH值为5左右。将发酵培养料分成几份用白棉布和纸包好放在大型灭菌锅中,。
,在无菌室中接入已经准备好的斜卧青霉液体种子(以10%麸皮浸汁为培养基,30℃发酵24小时而成),接种量为相对于固体料重的7%,混匀,装入已灭菌的不锈钢盘中,送入密闭式压力脉动发酵反应器中进行固态发酵,在
-,以15分钟为周期,进行周期充压和泻压,培养温度30℃,发酵周期4天。
,离心除去固形物,上清液为纤维素酶液。
,β-。
,通入蒸汽,待排出罐内冷空气后,关闭装料阀,,维压5分钟,打开放料阀,瞬间减压释放即得汽爆麦草。
%汽爆处理的麦草和20%麸皮中加入无机盐溶液,制成发酵培养料,其中,固液比1∶2,无机盐溶液含(NH4)%,%,%,pH值为6左右。将发酵培养料分成几份用白棉布和纸包好放在大型灭菌锅中,。
,在无菌室中接入已经准备好的斜卧青霉液体种子(以10%麸皮浸汁为培养基,30℃发酵24小时而成),接种量为相对于固体料重的
10%,混匀,装入已灭菌的不锈钢盘中,送入密闭式压力脉动发酵反应器中进行固态发酵,-,以30分钟为周期,进行周期充压和泻压,培养温度30℃,发酵周期4天。
,离心除去固形物,上清液为纤维素酶液。
,β-。
,通入蒸汽,待排出罐内冷空气后,关闭装料阀,,维压5分钟,打开放料阀,瞬间减压释放即得汽爆玉米秸秆。
%汽爆处理的玉米秸秆和20%麸皮中加入无机盐溶液,制成发酵培养料,其中,固液比1∶2,无机盐溶液含(NH4)%,%,%,。将发酵培养料分成几份用白棉布和报纸包好放在大型灭菌锅中,。
,在无菌室中接入已经准备好的斜卧青霉液体种子(以10%麸皮浸汁为培养基,
30℃发酵24小时而成),接种量为相对于固体料重的12%,混匀,装入已灭菌的不锈钢盘中,送入密闭式压力脉动发酵反应器中进行固态发酵,-,以60分钟为周期,进行周期充压和泻压,培养温度30℃,发酵周期4天。
,离心除去固形物,上清液为纤维素酶液。
,β-。
权利要求
,其特征在于该方法以重量百分比计,向发酵原料为80-95%经汽爆处理的秸秆和5-20%麸皮中加入无机盐溶液,制成发酵培养料,其中,固液比以W/V计为1∶2-,无机盐溶液含(NH4)%,%,%,调pH值5-6;灭菌,接液体菌种,将发酵培养料送入密闭式压力脉动固态发酵反应器中进行固态发酵;,离心除去固形物,上清液为所得高活性纤维素酶。
,其特征在于所述的汽爆处理是指在汽爆罐中装入粗切的秸秆,-
5-10分钟,瞬间减压释放。
,其特征在于所述的秸秆是指麦草、稻草或玉米秆。
,其特征在于所述的菌种为斜卧青霉。
,-,以15-60分钟为周期进行周期充压和泻压,培养温度28℃-32℃,-。
,其特征在于所述的液体种子接种量为相对于固体料重的7-12%。
全文摘要
本发明属于利用微生物生产纤维素酶的技术领域,特别涉及汽爆秸秆固态发酵生产高活性纤维素酶的方法。向发酵原料为80-95%经汽爆处理的秸秆和5-20%麸皮中加入无机盐溶液,其中,固液比以W/V计为1∶2-,调pH值5-6;灭菌,接液体菌种,用密闭式压力脉动固态发酵反应器发酵;浸提发酵产物,上清液为高活性纤维素酶。本发明可生产高活性组分齐全的纤维素酶;其纤维素酶的β葡萄糖苷酶活接近于滤纸酶水平。