[發(fā)明專利]一種提高纖維素酶產(chǎn)量的里氏木霉培養(yǎng)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810023480.8
• 申請日: 2008-04-16
• 公開（公告）號: CN101250485A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余世袁;勇強(qiáng);杭志喜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: C12N1/14
• 分類號: C12N1/14;C12N9/42;C12R1/885
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 唐建清

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物化學(xué)中微生物培養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種提高纖維素酶產(chǎn)量的里氏木霉培養(yǎng)方法。?

二、背景技術(shù)

隨著世界石油儲備的日益枯竭，乙醇已成為最重要的液體燃料的可選替代物之一。大力開發(fā)新的可再生能源，是中國在21世紀(jì)保持可持續(xù)發(fā)展的前提條件。乙醇是通過糖類發(fā)酵產(chǎn)生的可再生能源，傳統(tǒng)的乙醇發(fā)酵是以糧食為原料，但長期依靠糧食生產(chǎn)燃料乙醇變得越來越不現(xiàn)實(shí)，地球上最豐富的可再生資源——植物纖維素將是未來生產(chǎn)乙醇的最佳原料。纖維素是由β-1，4-糖苷鍵連接而成的線性高分子聚合物，其降解成為單糖是進(jìn)而發(fā)酵制取乙醇的關(guān)鍵，這一步需要被稱作糖基水解酶的纖維素酶來完成。?

纖維素酶是一種復(fù)合酶，主要有內(nèi)切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶組成，三種組分協(xié)同作用可將纖維素大分子降解為葡萄糖。微生物特別是真菌具有產(chǎn)生這種復(fù)合酶的能力，其中產(chǎn)酶活力較強(qiáng)的有木霉、曲霉、根霉和青霉等，尤以木霉屬菌種居多。目前，研究得最多的是里氏木霉(Trichodermareesei)，它具有降解纖維素和半纖維素的完全酶系，能產(chǎn)生8種不同的纖維素酶組分。但是，里氏木霉的纖維素酶產(chǎn)率不高，如何提高其纖維素酶產(chǎn)率，一直是科技工作者關(guān)注的難題。?

里氏木霉是一種需氧微生物，氧是其生長的限制性因素之一。在臨界溶解氧濃度以下，溶解氧濃度越低，生長速率越慢。然而，在超過某一極限值后，溶解氧對微生物生長也有毒害和抑制作用。?

產(chǎn)酶液中的溶解二氧化碳既是代謝產(chǎn)物，又是合成基本化合物必需的底物。二氧化碳易溶于水，溶解二氧化碳濃度過低對微生物生長有不利的影響，過高對微生物生長有抑制作用，微生物細(xì)胞膜脂質(zhì)雙層被溶解二氧化碳疏水分子的占位增加，引起運(yùn)輸功能和穿過膜的流出物的降低。因此，在適宜的溶解二氧化碳濃度時(shí)，才能獲得最大的生長速率。?

到目前為止，尋找合適的提高纖維素酶產(chǎn)量的里氏木霉培養(yǎng)參數(shù)和條件，是國內(nèi)外同行的重要研究方向。?

三、發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種提高纖維素酶產(chǎn)量的里氏木霉培養(yǎng)方法，該方法應(yīng)可同時(shí)控制溶解氧和溶解二氧化碳的濃度，從而提高纖維素酶的產(chǎn)率。?

通風(fēng)量對溶解氧濃度和溶解二氧化碳濃度都有很強(qiáng)的影響。通常耗氧量大時(shí)才需要增加通風(fēng)量，而此時(shí)菌株呼出的二氧化碳量也較高，增加通風(fēng)量正好能同時(shí)降低溶解二氧化碳的濃度。因此，可通過調(diào)節(jié)通風(fēng)量的方法控制溶解氧濃度，并同時(shí)控制溶解二氧化碳濃度。如果能通過控制通風(fēng)量將溶解氧和溶解二氧化碳濃度控制在適宜于菌絲生長的水平，就可以提高纖維素酶的產(chǎn)率。?

本發(fā)明的技術(shù)解決方案為：一種提高纖維素酶產(chǎn)量的里氏木霉培養(yǎng)方法，培養(yǎng)步驟為：?

a.里氏木霉液體活化培養(yǎng)基的配制，其中：葡萄糖10g/L，蛋白胨1g/L，占總培養(yǎng)液體積0.1％的Mandels微量元素，占總培養(yǎng)液體積10％的Mandels營養(yǎng)鹽，占總培養(yǎng)液體積5％的濃度為1mol/L的檸檬酸緩沖液，溶劑為水；?

b.里氏木霉產(chǎn)酶培養(yǎng)液的配制，其中：葡萄糖1g/L，硫酸鹽紙漿10g/L，硫酸銨2.2g/L，尿素0.5g/L，磷酸二氫鉀2g/L，氯化鈣0.3g/L，硫酸鎂0.3g/L，占總培養(yǎng)液體積的0.1％的Mandels微量元素，溶劑為水；?

c.將里氏木霉菌種接入液體活化培養(yǎng)基，在26～32℃、150～250r/min的恒溫振蕩器中培養(yǎng)28～40h得種子液；?

d.按種子液∶產(chǎn)酶培養(yǎng)液的體積比為1∶10的接種量接種，通風(fēng)培養(yǎng)制備纖維素酶，控制發(fā)酵罐中的溶解氧濃度，發(fā)酵攪拌速度為200～400r/min，培養(yǎng)溫度控制為26～32℃，加1％氫氧化鈉或1％硫酸控制pH值至4.5～5.0，培養(yǎng)60～85h；?

其特征在于用調(diào)整通風(fēng)量的方法控制發(fā)酵罐中溶解氧濃度為20％～30％。?