[發明專利]一種利用藜蘆醇和草酸促進復合酶催化降解稻草秸稈的方法

有效

• 申請號: 201210008752.3
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102559764A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 黃丹蓮;曾茁桐;曾光明;趙美花;賴萃;危臻;黃超;李寧杰;許飄
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C12P1/02
• 分類號: C12P1/02;C12R1/645
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪;楊斌

技術領域

本發明涉及生物降解技術領域，具體涉及一種利用藜蘆醇和草酸促進復合酶催化降解稻草秸稈的方法。

背景技術

稻草是豐富的可再生資源，是主要的農作物秸稈之一。但由于秸稈產量隨季節變化，且產量大、價值低、體積大、不便運輸，秸稈的自然降解過程又極其緩慢，導致大量的秸稈以堆積、荒燒等形式直接傾入環境，中國常年燃燒的秸稈量約為5×10⁷t?～7×10⁷t，占秸稈產生總量的10%～15%，造成極大的環境污染和嚴重的物質資源浪費。

秸稈由有機物、少量礦物質及水分構成，其有機物主要是木質素、纖維素和半纖維素，營養價值低，其中，木質素難降解致使秸稈分解緩慢，因此，稻草秸稈降解的關鍵技術在于木質素的降解。目前，研究較多的主要是利用物理化學手段對稻草秸稈進行處理，包括微波輻射法和酸、堿處理法等，但是此類方法能耗高，酸堿用量大且回收低，易造成環境污染。另外是利用生物技術處理稻草秸稈，其關注點主要是利用木素降解酶（如木質素過氧化物酶（LiP）、錳過氧化物酶（MnP））來催化降解稻草秸稈中的木質纖維素，這類方法環境污染小且能耗較低，但是由于LiP和MnP之類的高分子物質難以進入完好的、未被破壞的稻草秸稈內，因此單純的利用木素降解酶催化稻草的降解率較低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術的不足，提供一種能提高稻草秸稈中木質素的酶解率，利于稻草秸稈的分解轉化與資源化利用，且成本低廉、操作簡單、運行費用低、清潔無污染的利用藜蘆醇和草酸促進復合酶催化降解稻草秸稈的方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種利用藜蘆醇和草酸促進復合酶催化降解稻草秸稈的方法，包括以下步驟：

（1）秸稈預處理：將稻草秸稈粉碎得到秸稈粉，過篩備用；用于秸稈粉過篩的篩孔尺寸優選為60～100目；

（2）制備復合酶液：液態培養黃孢原毛平革菌，得到復合酶液；

（3）催化降解：在所述秸稈粉中加入所述復合酶液，同時添加藜蘆醇溶液、草酸溶液和H₂O₂溶液（均為各物質的水溶液），保溫保濕靜置，完成催化降解。?

作為對上述技術方案的優化，所述的藜蘆醇溶液、草酸溶液和H₂O₂溶液的濃度分別為80mM/L～100mM/L、600mM/L～800mM/L和500mM/L～600mM/L。

作為對上述技術方案的優化，所述步驟（3）中，每克稻草秸稈粉中，復合酶液、藜蘆醇溶液、草酸溶液和H₂O₂溶液的添加量分別為1200mL～3600mL、200mL～800mL、50mL～200mL和312.5mL～1250mL。

作為對上述技術方案的優化，所述步驟（2）中，液態培養黃孢原毛平革菌獲得復合酶液時，每200mL液體培養基中添加2mL～4mL孢子濃度為1.5×10⁶個/mL～2×10⁶個/mL的黃孢原毛平革菌孢子懸液；所述液態培養時的溫度、轉速和培養時間分別為30℃～37℃、120r/min～150r/min和6～8天。其中，液體培養基（1?L）配方為：葡萄糖?10?g，酒石酸銨?0.2?g，MgSO_4?0.71?g，吐溫80?0.5?mL，KH₂PO₄?2.56?g，VB₁?0.01?g，酒石酸鈉緩沖液4.616?g，微量元素液100?mL，苯甲醇0.516?mL，H₂O?899.484?mL，pH值調節為4.5。

作為對上述技術方案的優化，優選地，所述步驟（2）中，復合酶液中LiP和MnP的酶活分別為15U/L～20U/L和213?U/L～250U/L。

作為對上述技術方案的優化，優選地，所述步驟（3）中，保溫的溫度為28℃～30℃，靜置時間為3～24天。

與現有技術相比，本發明的優點為：