[发明专利]里氏木霉制备纤维素酶中使用的消泡剂及泡沫处理方法

说明书

本发明涉及一种里氏木霉制备纤维素酶中使用的消泡剂，所述消泡剂包括如下组分：35～45wt％的硅氧烷改性的烯丙基聚醚、3～4wt％的乳化剂、18～22wt％硅膏和余量的水。本发明还涉及一种里氏木霉制备纤维素酶过程的泡沫处理方法，包括，按照如下时间顺序加入消泡剂：从产生泡沫开始计时，在2～6h内，加入发酵体系重量0.05wt％～0.07wt％第一消泡剂；在20h至产酶高峰期内，每2.5～3.5h加入一次发酵体系重量0.08wt％～0.10wt％第二消泡剂。本申请针对泡沫产生初期，加入抑泡性能明显的消泡剂，对发酵体系的泡沫生成进行抑制，随着持续发酵，消泡剂不断被消耗，抑泡效果变差，泡沫增多，补充消泡效果明显的消泡剂，对生成的泡沫进行消除。

技术领域

本发明属于发酵工程领域，具体涉及一种里氏木霉制备纤维素酶中使用的消泡剂及利用所述消泡剂的泡沫处理方法。

背景技术

资源丰富的生物质目前还存在很大的利用不足问题，作为农业大国，废弃的秸秆，稻草等废弃的生物质迫切需要由传统的生产沼气、生物堆肥利用方式转化成具有更高附加值的生物制氢、生物柴油和燃料乙醇、生物材料等。

废弃生物质主要由纤维素、半纤维素、木质素组成。纤维素是葡萄糖通过β-葡萄糖苷键聚合而成，半纤维素则由木糖、阿拉伯糖、甘露糖、半乳糖聚合而成。微生物无法直接利用纤维素和半纤维素，必须由纤维素酶将纤维素和半纤维素酶解为单糖和二糖，单糖和二糖可被微生物利用转化为其它有机物再进行深加工。

现有技术公开了利用秸秆制备高酶活纤维素酶的方法，打破了纤维素酶的国际垄断和价格瓶颈。但在利用秸秆生物发酵产纤维素酶的过程中，产生的液体泡沫会提高染菌风险，同时也限制生产效率。液体泡沫生成是由于气体进入含有表面活化剂的溶液在液体表面形成被液膜包裹的气泡聚集物，气-液共存的稳定气泡形成发酵液面上方的泡沫层。生物发酵产纤维素酶过程中，由于蛋白含量高，加上机械搅拌、菌株代谢产气和通气调节等因素容易形成绵密的泡沫。

消除泡沫的方式主要分为物理消泡和化学消泡。物理消泡受环境因素的制约消泡速率不高，如今应用最广泛的消泡方式是加入消泡剂，这种方式最大的优点在于破泡效率高、使用方便等优点。目前通常使用的消泡剂类型有：小分子有机消泡剂、聚醚型消泡剂、有机硅消泡剂。不同消泡剂使用效果与料液成分、菌株特性和生产方式均具有一定相关性，根据具体发酵过程的特性，寻找合适高效的消泡剂是关键。

对于里氏木霉制备纤维素酶过程，由于蛋白质降解形成的泡沫与纤维质底物结合，泡沫变的稳定且不易消灭，因此，本领域需要开发一种里氏木霉制备纤维素酶过程中使用的消泡剂，以及里氏木霉制备纤维素酶的泡沫处理方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请目的之一是提供一种里氏木霉制备纤维素酶过程中使用的消泡剂，该消泡剂对于里氏木霉制备纤维素酶对于尤其优异的抑泡和消泡效果，所述消泡剂包括如下组分：

35～45wt％(例如36wt％、38wt％、40wt％、42wt％、44wt％等)的硅氧烷改性的烯丙基聚醚、3～4wt％(例如3.3wt％、3.5wt％、3.7wt％等)的乳化剂、18～22wt％(例如19wt％、20wt％、21wt％等)硅膏和余量的水；

其中，所述硅氧烷改性的烯丙基聚醚使用含氢硅油和烯丙基聚醚进行硅氢加成获得，且所述含氢硅油和烯丙基聚醚按照碳碳双键和硅氢键数量比为1.2:1～1.3:1(例如1.21:1、1.22:1、1.24:1、1.26:1、1.27:1、1.28:1、1.29:1等)混合；所述烯丙基聚醚的PO段和EO段的摩尔比为2:1～3:1(例如2.2:1、2.3:1、2.4:1、2.6:1、2.7:1、2.8:1、2.9:1等)；