[发明专利]香菇发酵生产纤维素酶的方法及所产纤维素酶的应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种香菇发酵生产纤维素酶的方法及所产纤维素酶的应用。

背景技术

纤维素酶在蜗牛的消化道中被科学家发现以后，纤维素在微生物降解的问题上就受到世界科学家们较大的关注。美军的Natick实验室随后就已经研究了有关微生物降解在军用纤维素材料方面的防护问题，在后来研究中发现纤维素除了能够被微生物降解以外，生产出来的生产原料也十分丰富经济，自然界中不断产生的固体废物问题也有望能够得到解决。在此以后，纤维素酶得到了更为广泛的关注。纤维素在地球上分布最广，也是含量最丰富的碳水化合物，且植物总干重的35％-50％都是纤维素。对人类来说，纤维素更是自然界中数量最为庞大的可再生性物质，自然界的碳素循环机制中必不可少的中心环节就是它的降解过程。充分利用纤维素与它的转化条件对于解决目前世界性重大问题如世界粮食短缺、能源危机、环境污染等上具有十分重要的意义。纤维素酶在食品加工、化工生产、医药保健、酿造行业、饲料生产、农副产品深加工、环境保护等领域有着非常广阔的应用前景和十分深厚的潜力。然而，纤维素酶存在产生菌的产酶能力低，而且所产生的酶的组分不完整或不平衡等问题，纤维素酶作用的机制至今尚未被研究得完全清楚的重要原因，也是实际的应用和研究存在距离较大的最为主要的原因。

香菇在伞菌目中属于口蘑科，是一种既能药用，也受民众喜爱的一类食用菌，成为世界上第二大食用菌。在民间，香菇在烹饪时味道非常鲜美，肉质肥厚，香气沁人心脾，营养含量又极其丰富，被人们称誉为“山珍”，更享有“植物皇后”美誉。目前，中国在香菇生产上一年的产量可达8万吨，在世界总年产量中占有80%以上的比例，高居于世界第一位，出口量达到3.6万吨，也居于世界的首位。在香菇栽培中，锯末、秸秆等这类富含纤维素、半纤维素、木质素的物质是碳源的主要来源。香菇拥有将这些大的分子物质分解成小分子物质从而能够被利用的胞外酶，这说明纤维素酶系在香菇中有十分丰富的含量。目前研究香菇产多糖的居多，而对香菇发酵产纤维素酶的研究却很少见，这方面的空白如果得不到填补将是极大的浪费。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的是提供一种高效的香菇发酵生产纤维素酶的方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种香菇发酵生产纤维素酶的方法，在PDA培养基上接种香菇菌种进行培养12-16 d，用无菌打孔器打孔成10 mm的菌片后加入60-90 mL液体培养基，置于24-32℃、100-160 r/min的摇床条件下发酵培养96-192 h。

在上述技术方案的基础上，本发明还有进一步的优化和改进。

本发明中的PDA培养基为马铃薯葡萄糖琼脂培养基。

进一步地，所述PDA培养基的制备方法为：取马铃薯200 g，去皮、切块，加水1000 mL，煮沸，纱布过滤；分别加入蔗糖20 g、琼脂20 g、KH₂PO₄ 3 g、MgSO₄ 1.5 g、维生素B1 0.01 g，加热溶化；pH自然；置于121 ℃灭菌锅中灭菌20 min，进行倒平板操作。

进一步地，所述液体培养基的制备方法为：取马铃薯200 g，去皮、切块，加水1000 mL，煮沸，纱布过滤；分别加入蔗糖20 g、KH₂PO₄ 3 g、MgSO₄ 1.5 g、维生素B1 0.01 g，加热溶化；pH自然；置于121 ℃灭菌锅中灭菌20 min，装于锥形瓶中。

进一步地，在加入所述液体培养基时，还同时加入培养氮源或培养碳源；所述培养氮源为酵母膏、牛肉膏、玉米面、(NH₄)₂SO₄中的一种，且所加入的所述培养氮源的量为4-6g/L；所述培养碳源为蔗糖、葡萄糖、羧甲基纤维素、甘蔗渣、淀粉中的一种，且所加入的所述培养碳源的量为18-25g/L。

进一步地，所述菌片的数量为3-5片。

进一步地，所述香菇菌种在所述PDA培养基上培养时，置于15 W、25 cm的紫外灯条件下进行诱变处理，处理时间为3-8 min。

进一步地，所述发酵培养时间为144 h。

进一步地，所述摇床转速为120 r/min。