[发明专利]一种利用发酵废液制备生物酶的方法

说明书

技术领域

本发明属于发酵废液再利用领域，特别涉及一种利用发酵废液制备生物酶的方法。

背景技术

随着全球能源危机、粮食危机和环境危机的到来，人们将目光转向木质纤维素资源——地球上最丰富、最廉价的可再生资源。木质纤维素是由纤维素、半纤维素和木质素的混合物组成，它们三组分相互交联在一起形成类似于钢筋混凝土的结构。由于木质纤维素的结构复杂，因此对木质纤维素资源进行预处理是获得相关发酵产物的重要的环节之一，其中木质纤维素降解酶(纤维素酶、木聚糖酶、漆酶等)在这一过程中又扮演着非常重要的角色。

为了更好的利用木质纤维素资源，国内外对于木质纤维素降解酶的研究已经达到白热化，但迄今为止能够进行大规模生产较高酶活的优良菌株依然不多，因此，木质纤维素降解酶(纤维素酶、木聚糖酶、漆酶等)酶活比较低、成本过高成为研究开发中遇到的普遍问题。目前，提高木质纤维素降解酶产量的方法主要有三种：(1)筛选优良菌株，获得酶活力最高的菌株；(2)用基因工程技术构建含木质纤维素酶基因的克隆菌株，表达具有较高活力的酶。(3)优化生产工艺提高酶的产量。这些方法在一定程度上提高了酶活力，但却导致了酶制剂的价格过高。

生产木质纤维素降解酶的微生物包括真菌、细菌和放线菌。在众多的生产菌株中，里氏木霉、黑曲霉和米曲霉等具有降解纤维素与半纤维素的较完整的酶系，能同时合成多种降解木质纤维素酶类。

发酵工业中，产品大规模发酵生产后会产生大量的发酵废液，如果不加以处理排放，会造成河流湖泊的COD和BOD急剧上升，环境污染严重。如果在废液直接排放前进行污水处理，由于处理成本高、处理负荷重，企业一直对此颇感头疼。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用发酵废液制备生物酶的方法，该方法利用废弃的发酵液高效制备出具有较高酶活力的木质纤维素降解酶，既降低了酶制剂的生产成本，也减少了发酵废液对环境带来的危害，有效实现发酵废弃物变废为宝、资源化再利用的低碳减排目的。

本发明的一种利用发酵废液制备生物酶的方法，包括：

(1)将微生物在培养基中培养2-10天，分离获得剩余发酵废液；

(2)利用上述剩余发酵废液制得生物酶生产菌的发酵培养基；

(3)将生物酶生产菌的菌株接种到种子培养基于25-30℃，120-250r/min条件下培养24-48小时；

(4)以5-10％接种量转接至由步骤(2)制得的发酵培养基中产酶，其中加入1-10％诱导物；

(5)在25-30℃，120-250r/min条件下培养4-10天，过滤，离心得粗酶液。

所述步骤(1)中的微生物为大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、木醋杆菌或酵母菌。

所述大肠杆菌分离获得剩余发酵废液的具体工艺为：将大肠杆菌取1-2环接种到含有1％胰蛋白胨或蛋白胨、0.5％酵母浸膏、1％NaCl、pH7.0的培养基中，在37℃下培养24-72h后，用滤纸或0.2微米的滤膜将培养基过滤或高速离心取上清液，获得大肠杆菌发酵废液。

所述金黄色葡萄球菌分离获得剩余发酵废液的具体工艺为：将金黄色葡萄球菌取1-2环接种到含有0.5％胰蛋白胨或蛋白胨、0.3％牛肉膏、5％NaCl、pH7.4的培养基中，在37℃下培养24-72h后，用滤纸或0.2微米的滤膜将培养基过滤或高速离心取上清液，获得金黄色葡萄球菌发酵废液。

所述木醋杆菌分离获得剩余发酵废液的具体工艺为：将木醋杆菌取1-2环接种到含有2.5％葡萄糖、0.3％胰蛋白胨或蛋白胨、0.5％酵母提取物、pH4.0-7.0的种子培养基中，25-30℃动态培养24h制备种子液，然后按体积百分比3-15％的接种量转接到发酵培养基中，30℃静置或动态培养7-14天，取出产生的细菌纤维素，获得木醋杆菌发酵废液。

所述酵母菌分离获得剩余发酵废液的具体工艺为：将酵母菌取1-2环接种到含有0.5％胰蛋白胨或蛋白胨、1.5％酵母浸膏、0.5％硫酸铵、2％葡萄糖、pH5-6的培养基中，在30℃下培养24-72h后，用滤纸或0.45微米的滤膜将培养基过滤或高速离心取上清液，获得酵母菌发酵废液。

所述步骤(2)中的生物酶生产菌为里氏木霉、黑曲霉或米曲霉。