[发明专利]纤维素酶水解中鼠李糖脂生物表面活性剂的在线生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物技术领域的表面活性剂的生产方法，具体是一种纤维素酶水解中鼠李糖脂生物表面活性剂的在线生产方法。

背景技术

微生物在代谢过程中分泌出的具有表面活性与界面活性、集亲水基与疏水基结构于同一分子内部的两亲性化合物，称为生物表面活性剂。生物表面活性剂包括许多不同的种类，如糖脂、脂肽、多糖-脂类复合物、磷脂、脂肪酸和中性脂等。生物表面活性剂可以促进土壤中难溶有机物的分散和吸收，可以增加憎水性有机化合物与液相之间的接触面，从而增强微生物活性，提高纤维素降解率以及堆肥效率。此外，在石油工业(如石油的生物降粘及提高原油采收率等)中生物表面活性剂也可发挥极大的作用。而且，与化学合成的表面活性剂相比，生物表面活性剂除具有降低表面张力、稳定乳化液和发泡等相同特性外，还具有化学合成表面活性剂所不具备的无毒、能生物降解等特性及生物兼容性，因此，近年来人们对生物表面活性剂的研究日益增多。但影响生物表面活性剂工业应用的主要障碍是其低产量和高成本。

经对现有技术的检索发现，中国专利公开号为CN1657613，专利名称为“利用生物表面活性剂提高绿色木霉纤维素酶活的方法”，该专利先将鼠李糖脂类生物表面活性剂分离纯化，然后添加至绿色木霉的固态或液态发酵培养基中，可以提高纤维素酶活力。但是，这种先分离纯化再添加的方法会大大增加鼠李糖脂的生产成本。

在纤维素酶水解体系中，至今未有采用生物表面活性剂的在线生产添加方式的相关技术报道。由于生物表面活性剂的在线生产可以省去生物表面活性剂的分离纯化工艺，既可有效的降低其生产成本，也可以有效提高纤维素的酶水解效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种纤维素酶水解中鼠李糖脂生物表面活性剂的在线生产方法，将里氏木霉ZM4-F3与铜绿假单胞菌BSZ-07分别用于纤维素酶的生产与鼠李糖脂类生物表面活性剂的生产。里氏木霉ZM4-F3与铜绿假单胞菌BSZ-07可分别由中国工业微生物菌种保藏中心(CICC)与中国典型培养物保藏中心(CCTCC)购到。将铜绿假单胞菌BSZ-07直接添加至用里氏木霉ZM4-F3水解纤维素的体系中，从而实现鼠李糖脂类生物表面活性剂的在线生产方式。此种鼠李糖脂的在线生产添加技术能够达到降低生产成本，简化工艺流程的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的，包括如下步骤：

第一步，将收割后的稻草洗净、切断，干燥至恒重，在纤维素酶水解前，将切好的稻草用碱进行处理；

所述将收割后的稻草洗净、切断，干燥至恒重，是指：将收割后的稻草用自来水冲洗4-5遍以去除杂质以及茎结，并切至1-2cm的小段，切好的稻草置于70℃烘箱中干燥至恒重，在室温下储存。

所述将剪切好的稻草用碱进行处理，是指：将10g剪好的稻草置于40ml 2％(体积浓度v/v)的氢氧化钠中，保持固液体质量比为1∶4，85℃水浴1h。用蒸馏水洗至中性，置于70℃烘箱中干燥至恒重。

第二步，将处理后的稻草用里氏木霉ZM4-F3进行水解产糖培养，用以产生还原糖。

所述用里氏木霉ZM4-F3进行水解产糖培养，是在30℃、200rpm摇床中进行。

所述里氏木霉ZM4-F3水解产糖培养，采用的培养基的成份为：稻草3g，麸皮1g，Mandels微量元素盐溶液0.5mL，营养盐10mL，蛋白胨0.1g，用蒸馏水定容至100mL，pH值调至4.8。其中所述营养盐中含有磷酸二氢钾0.4％，硫酸铵1.6％，硫酸镁0.1％，蒸馏水97.9％，这是指质量浓度。

第三步，然后将培养至对数生长期的铜绿假单胞菌BSZ-07接种到第二步的稻草水解体系中，实现鼠李糖脂类表面活性剂的在线生产，以促进纤维素酶的水解。

所述第三步，具体为：将铜绿假单胞菌BSZ-07溶于50mL种子培养基中以制备种子悬液，保持密度为10⁶孢子/mL。然后，取菌株的种子悬液5mL，接种到100mL发酵产表面活性剂培养基中，35℃、200r/min摇床中振荡培养24h至对数生长期，用于生产生物表面活性剂。将2-6mL处于对数生长期的铜绿假单胞菌BSZ-07种子液接种到第二步的稻草水解体系中，其中稻草水解体系的体积为100mL。菌种在35℃、200r/min摇床中培养48h，用于稻草水解。该步骤中的种子培养基和发酵产生物表面活性剂培养基可以采用现有的培养基。