[发明专利]一种酸性纤维素酶的生产方法

说明书

本发明公开了一种酸性纤维素酶的生产方法，通过设置多种培养基及相应的培养条件，根据需要选择合适的培养基对孢子悬浮液接种培养，其根据微生物代谢特性，合理设计发酵培养基的碳源、氮源、磷源及无机盐浓度，并分段调节菌种发酵过程中的pH值，达到提高酸性纤维素酶的产量，降低了酸性纤维素酶生产单耗的目的。

技术领域

本发明属于酸性纤维素酶生产技术领域，尤其涉及一种酸性纤维素酶的生产方法。

背景技术

纤维素类物质是地球上最为丰富的多糖类物质，也是自然界中最具潜力的一种可再生资源，利用纤维素酶将其水解成葡萄糖，进一步发酵生产乙醇、有机酸、单细胞蛋白等，对解决当前人类面临的能源短缺，环境污染等问题，以及促进可持续发展具有重要意义。纤维素酶作为一种工业酶制剂在饲料、啤酒和纺织等行业得到了广泛的应用。

纤维素酶是一种复合酶，主要成分有内切葡聚糖酶，外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶组成，三种组分协同作用可将纤维素大分子降解为葡萄糖。微生物特别是真菌具有产生这种复合酶的能力，其中产酶较强的由木霉、曲霉、根霉和青霉等，尤其是木霉菌种居多。便捷高效的纤维素生产控制工艺就是就是实现纤维素酶工业化生产的必备前提条件。

酸性纤维素酶大规模培养过程控制关键点不明确，缺少糖氮磷调控思路、指征参数体系；发酵过程参数表现为糖耗、粘度、溶氧波动大，酶活水平低且不稳定。

发明内容

本发明的目的提供一种酸性纤维素酶的生产方法，根据微生物的代谢规律，通过合理设计发酵培养基的碳源、氮源、磷源及金属离子浓度，并分段调节菌种发酵过程中的pH值，达到提高酸性纤维素酶的产量的目的。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种酸性纤维素酶的生产方法，设置以下培养基及培养条件：

1号培养基按重量百分数为：碳源0.4～2.4％、氮源0.2～2.3％、无机盐0.25～1.0％、消泡剂0.01～0.05％，其余为水；对应的培养条件为接种量为0.2～1.0％，培养温度为25～31℃，溶氧20～80％，培养时间为25～35h；

2号培养基按重量百分数为：碳源1.1～3.4％、氮源0.5～1.5％、无机盐0.5～1.5％、消泡剂0.01～0.05％，其余为水；对应的培养条件为接种量为5～15％，培养温度为25～31℃，溶氧20～80％，培养时间为8～14h；

3号培养基按重量百分数为：碳源1.0～2.5％、氮源0.6～2.0％、无机盐0.7～2.5％、消泡剂0.01～0.05％，其余为水；对应的培养条件为接种量为8～15％，培养温度为25～31℃，溶氧20～80％，培养时间为10～14h；

具体生产方法为：

1)以孢子悬浮液为原料进行接种培养，选取1、2、3号培养基中的一种或几种作为培养基，并按照及其相应培养条件进行培养，得到种子液；选取几种培养基时，前一种培养后的种子液接种至后一种培养基中继续培养，直至培养完成；

2)将步骤1)最后得到的种子液接种至4号培养基中，该培养基按重量百分数组成为：碳源3.0～3.8％、氮源3.0～4.0％、无机盐0.7～1.5％、消泡剂0.01～0.05％，其余为水；对应接种量为12～20％，培养温度为25～31℃，溶氧20～80％，培养至170～200h时结束，即可获得酸性纤维素酶的发酵液。

进一步地，所述的碳源包括淀粉、乳糖、液化糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、微晶纤维素中的两种或三种。

进一步地，所述的氮源包括尿素、硫酸铵、氨水、酵母粉、蛋白胨、玉米浆中的两种或三种。

进一步地，所述的无机盐包括磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、硫酸铵、硫酸镁、硫酸亚铁硫酸铜、氯化钴、乙酸锌、硫酸锌、氯化钠、氯化钙、硫酸锰、柠檬酸铁。