[发明专利]一种利用β-环糊精发酵废液生产糖化酶的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种生物发酵技术，特别是一种利用β-环糊精发酵废液生产糖化酶的方法。

背景技术

糖化酶（缩写GA或G）是葡萄糖淀粉酶（Glucoamylase EC 3.2.1.3）的简称，又称γ-淀粉酶，是最重要的工业酶制剂之一，它是一种外切型糖苷酶，从淀粉的非还原性末端依次水解α-1,4糖苷键，切下一个个葡萄糖单元，并像β-淀粉酶一样，使水解下来的葡萄糖发生构型变化，形成β-D-葡萄糖。对于支链淀粉，当遇到分支点时，它也可以水解α-1,6糖苷键，由此将支链淀粉全部水解成葡萄糖。

糖化酶是工业上应用最广泛的酶类之一，是国内产量最大的酶品种。主要用途是作为淀粉糖化剂，因而广泛地用于制药、制酒及氨基酸、有机酸行业，是最重要的工业酶制剂之一。

β-环糊精生产过程中遇到的问题：β-环糊精生产废液富含有机碳，废液DE值高达15%。若直接排放到河流中，会大幅增加水体的BOD值，造成水体污染，与国家环保政策相抵触；若将β-环糊精生产废液曝气处理，将大幅增加生产成本，降低企业经济效益。据调查，目前国内有30多家企业生产β-环糊精，仅此一项国家年损失高达1亿元。废液该如何合理利用，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用β-环糊精发酵废液生产糖化酶的方法，将β-环糊精发酵废液再利用，既增加企业利润，变废为宝，又减轻环保压力。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一种利用β-环糊精发酵废液生产糖化酶的方法，包括使用含无孢子黑曲霉菌液体种子作为菌种制备黑曲霉发酵液，特征在于：制备黑曲霉发酵液的方法为：将菌体含量为10²-10⁴个/mL、PH值4-5的菌种液按装液量体积比的15%的接种量移至装入含有培养基的的一级摇瓶中，培养基的装液量为1/5-2/5，发酵温度为34℃+1℃，摇床转速为220-240rpm，发酵pH值为4.8-5.0，发酵时间为72h；将一级摇瓶中的发酵液按装液量体积比的15%的接种量移至装入含有培养基的二级摇瓶中，培养基的装液量为1/5-2/5，发酵温度为34℃+1℃，摇床转速为220-240rpm，发酵pH值为4.8-5.0，发酵时间为48h；将二级摇瓶中的发酵液按装液量体积比的15%的接种量移至装入含有培养基的三级摇瓶中，培养基的装液量为1/5-2/5，发酵温度为34℃+1℃，摇床转速为220-240rpm，发酵pH值为4.8-5.0，发酵时间为72h；将三级摇瓶中的发酵液按装液量体积比的15%的接种量移至装入含有培养基的四级摇瓶中，培养基的装液量为1/5-2/5，发酵温度为34℃+1℃，摇床转速为220-240rpm，发酵pH值为4.8-5.0，发酵时间为144h，制成发酵液；发酵液可直接作为酶制剂使用。发酵液也可以进一步精制或提取糖化酶后使用。

所述的培养基成分为：

一级摇瓶培养基：玉米淀粉80g/L，豆饼粉40g/L，玉米浆10mL/L，pH值4.8，余量为水；

二级摇瓶培养基：β-环糊精发酵废液200mL/L，玉米淀粉70g/L，玉米粉40g/L，豆饼粉20g/L，玉米浆5mL/L，高温淀粉酶1-2滴，余量为水，pH值4.8；其中废液中所含淀粉约相当于玉米淀粉30g/L；

三级摇瓶培养基：β-环糊精发酵废液400mL/L      ，玉米淀粉80g/L，玉米粉50g/L，豆饼粉30g/L，玉米浆5mL/L，硫酸铵5g/L，高温淀粉酶1-2滴，余量为水，pH值4.8；其中废液中所含淀粉相当于玉米淀粉60g/L；

四级摇瓶培养基：β-环糊精发酵废液530mL/L，玉米淀粉180g/L，玉米粉50g/L，豆粕40g/L，玉米浆20mL/L，硫酸铵5g/L，高温淀粉酶适1-2滴，余量为水，pH值4.8；其中废液中所含淀粉约相当于玉米淀粉80g/L。培养基中的玉米浆是制玉米淀粉的副产物，制造玉米淀粉须将玉米粒先用亚硫酸浸泡，浸泡液浓缩即制成黄褐色的液体，叫玉米浆，其有机物含量一般为3-30%。

本发明的β-环糊精发酵废液具体是指工业化生产β-环糊精时，原料经发酵后，提取出β-环糊精后所剩废料，其主要成分为还原糖，焦糖，环己烷，总有机物含量一般为3-20%。废液中所含淀粉相当于玉米淀粉20-150g/L。