[發(fā)明專利]果膠酶的工業(yè)化生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910044166.2
• 申請(qǐng)日: 2009-08-19
• 公開（公告）號(hào): CN101659946A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李忠興;郝志軍;焦志民;楊忠義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沅江浣溪沙麻業(yè)工程有限公司;李忠興
• 主分類號(hào): C12N9/26
• 分類號(hào): C12N9/26;C12R1/07
• 代理公司: 益陽(yáng)市銀城專利事務(wù)所
• 代理人: 舒 斌;夏宗福

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種酶及其生產(chǎn)，具體地說(shuō)是一種果膠酶的工業(yè)化生 產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

目前苧麻、大麻、亞麻、構(gòu)樹皮、桑樹皮等韌皮纖維的脫膠工藝 基本上是以燒堿為主的化學(xué)脫膠工藝，雖然此生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的植物纖 維產(chǎn)品能滿足梳紡的要求，但還存在脫膠流程長(zhǎng)，工序繁鎖、勞動(dòng)強(qiáng) 度大、能耗大、環(huán)境污染大等缺點(diǎn)，同時(shí)由于使用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫 高壓煮練等苛性條件，致使部分纖維素纖維分子鏈斷裂、結(jié)晶度增高， 造成產(chǎn)品制成率低、剛性強(qiáng)、織物手感粗糙等問題。植物細(xì)胞中的果 膠質(zhì)主要分為果膠酸和果膠兩類基本多糖成分，另外還有不溶于水的 原果膠。果膠酸是由D-半乳糖醛酸脫水縮合，以2-1，4糖苷鍵連接 的直鏈聚合物；果膠是由半乳糖醛酸分子與甲醇酯化而成；原果膠以 長(zhǎng)鏈存在，是一種多聚半乳糖醛酸。天然果膠是多分支分子，其主鏈 是鼠李糖-半乳糖醛酸、側(cè)鏈?zhǔn)荄-半乳糖、L-阿糖及木糖。大多數(shù)果 膠類物質(zhì)在細(xì)胞壁中以共價(jià)鍵和非共價(jià)鍵的形式與細(xì)胞壁中的其它 大分子締合粘結(jié)，一旦果膠質(zhì)破壞，便會(huì)導(dǎo)致植物細(xì)胞離散，這就是 已被學(xué)術(shù)界公認(rèn)的果膠酶能脫膠的理論基礎(chǔ)。依據(jù)此理論，脫膠酶的 制作就是制作一套酶體系，分別水解；原果膠酶——將原果膠裂解為 水溶性果膠，水解糖苷鍵、水解果膠上的甲氧基團(tuán)，三種水解形式或 共存或分步進(jìn)行，最終達(dá)到離析韌皮纖維的目的。也就是說(shuō)制造一套 復(fù)合酶體系，該體系由下列酶構(gòu)成；聚甲基半乳糖醛酸酶，聚甲基半 乳糖酸裂解酶，聚半乳糖醛酸酶，聚半乳糖酸裂解酶，果膠酯酶等， 該體系內(nèi)的酶協(xié)同作用達(dá)到水解果膠的目的。雖然近年來(lái)對(duì)韌皮纖維 采用生物酶脫膠已有大批專家學(xué)者進(jìn)行了深入研究，如專利號(hào)為 ZL01106844.2，申請(qǐng)日為2001年1月15日，發(fā)明名稱為苧麻脫膠果 膠酶的生產(chǎn)及其在苧麻脫膠工藝中的應(yīng)用的專利公開了一種由枯草 芽孢桿菌(Bacillus?subtilis)、實(shí)驗(yàn)室編號(hào)為No.13，保藏號(hào)CCTCC NO：M200038的菌種制備的酶液應(yīng)用于苧麻脫膠工藝，但存在酶活力 低(3000u/ml-4000u/ml)，發(fā)酵周期長(zhǎng)達(dá)30多個(gè)小時(shí)、酶制作成 本高，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)及難以推廣應(yīng)用等難題。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種酶活力高的果膠酶的工業(yè)化生產(chǎn)方法。 本發(fā)明是按照DNS比色法測(cè)得果膠酶的活力，測(cè)定條件：pH9.0、溫 度60℃、波長(zhǎng)550nm，一個(gè)酶活力單位定義為，由底物(濃度1％) 每小時(shí)釋放1mg半乳糖醛酸所需的酶量。

本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的的：

其技術(shù)方案包括：菌株選育、菌種培養(yǎng)、搖瓶發(fā)酵、酶液制備。

所述的菌株選育是按照本領(lǐng)域已知的方法，在湖南、四川、河南 等麻類植物的主產(chǎn)地土壤中通過(guò)自然采集菌樣，從近百株菌株中經(jīng)搖 瓶篩選得到一株出發(fā)菌株，并在細(xì)胞水平下采用亞硝基胍和紫外線輻 射誘變得到近萬(wàn)株菌株，經(jīng)過(guò)搖瓶篩選得到一株實(shí)驗(yàn)室編號(hào)為 MAPLE21的菌株，即蠟樣芽孢桿菌(Bacillus?cereus)，其生物學(xué)特 性為：菌體呈桿狀，染色均勻，G⁺、兼性需氧，形成芽胞，芽胞不突 出菌體，菌體兩端較平整，多數(shù)呈鏈狀排列。該菌種已于2009年7 月14日提交中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心保藏，保藏號(hào)為：CCTCC?NO：M 209147，并于2009年7月16日提交了保藏存活證明。

本發(fā)明所述的菌種培養(yǎng)為CCTCC?NO：M?209147菌種在如下配制 的斜面上生長(zhǎng)良好，斜面培養(yǎng)基配方為：1000mL蒸餾水中，加入牛 肉膏5g-10g，酵母膏5g-10g，蛋白胨10g-15g，葡萄糖5g-10g， 氯化鈉5g-10g，調(diào)pH值6.9-7.1，0.1MPa滅菌20分鐘-30分鐘， 制成試管斜面，接種該菌種，33℃-35℃，培養(yǎng)18小時(shí)-24小時(shí)， 備用。

本發(fā)明所述的搖瓶發(fā)酵為CCTCC?NO：M?209147菌種在規(guī)定的培 養(yǎng)條件下可產(chǎn)生高活力的果膠酶，這種培養(yǎng)條件是：培養(yǎng)基配方(％) 麥麩6-8、玉米粉0.5-1、玉米漿(氮含量40％)1-2、氯化鈉0.5 -0.8、微晶纖維素1-2、水86.5-91，其中所述各組分之和為100％， 滅菌前，調(diào)pH值為8.0-8.5，0.1MPa滅菌25分鐘-35分鐘，培養(yǎng) 條件：33℃-35℃，轉(zhuǎn)速260r/min-280r/min，培養(yǎng)18小時(shí)-22小 時(shí)。