[發明專利]纖維素酶分離提純方法

有效

• 申請號: 201210391781.2
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN102876647A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 熊鵬;賀建龍;周玉珍
• 申請（專利權）人: 熊鵬
• 主分類號: C12N9/42
• 分類號: C12N9/42;C12R1/885;C12R1/685
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所 32110
• 代理人: 韓曉斌

技術領域

本發明屬于酶技術領域，具體地說，涉及一種纖維素酶分離提純方法。

技術背景

纖維素是由吡喃葡萄糖通過β-1,4-糖苷鍵連接而成的高聚多糖分子。纖維素酶具備水解木質纖維素成糖的能力，這使得其具有廣泛的應用前景。纖維素酶由三類組成：內切葡聚糖酶(EG)；外切葡聚糖酶(CBH)；β-葡萄糖苷酶(BG)。內切葡聚糖酶(EG)作用于不溶性纖維素的表面，破壞其晶體結構，將內部的纖維素鏈暴露出來使其易于水解；外切葡聚糖酶(CBH)將暴露出來的纖維素鏈水解為2～4個單位的寡糖；β-葡萄糖苷酶(BG)最終將其降解為葡萄糖單糖。纖維素酶水解纖維素能力是通過多種酶的協同作用發揮的，因此纖維素酶整體酶的效果不僅取決于各個酶的自身酶活，同時取決于協同作用中酶的種類及酶之間的比例。只有各種類之間的酶活比列達到一個最優的配比才能在最小的酶投入量下獲得最優的酶水解效果。目前纖維素酶幾乎都由微生物發酵提純制備獲得，但是在提純纖維素酶的工藝過程中，由于膜過濾濃縮步驟的時間過長導致纖維素酶酶活失活、雜菌滋生等現象出現；同時，噴霧干燥步驟中的最佳保護劑及其量的選擇都對纖維素酶酶活影響較大。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種纖維素酶分離提純方法，方法簡單，操作容易，收率高，成本低。

本發明的技術解決方案是該纖維素酶的分離提純方法包括以下步驟：

（1）纖維素酶發酵液板框壓濾：纖維素酶發酵液為液體深層發酵法生產的纖維素酶發酵液，發酵液通過板框壓濾除去發酵液中的大顆粒物質及菌絲，濾布目數為720，壓濾速率6噸/小時；

（2）纖維素酶板框濾液低溫保存：纖維素酶板框濾液儲罐用4℃冷卻水進行低溫≤15℃保存；

（3）纖維素酶板框濾液超濾濃縮：低溫保存后的纖維素酶板框濾液經過30KD超濾膜濃縮至600~800U/ml；

（4）纖維素酶超濾濃縮液噴霧干燥前處理：纖維素酶超濾濃縮液與其質量0.2%乳糖和其質量0.5%二氧化硅進行混合，攪拌均勻得混合纖維素酶物料，混合纖維素酶物料經過0.2um除菌膜設備過濾掉雜菌；

（5）噴霧干燥制纖維素酶粉狀產品：對噴霧干燥前處理過的纖維素酶物料進行噴霧干燥，噴霧干燥的入口溫度為130-150℃，出口溫度50-80℃，氣流的流速為1-20m/s，干燥時間為1s-10s。

其中，本發明的纖維素酶發酵液是以里氏木霉(Trichoderma?reesi)、黑曲霉(Aspergillus?niger)真菌作為生產菌種，直接發酵所得。

本發明的特征效果如下：

1.在纖維素酶液膜濃縮的前道工序中增加了低溫保存工序，較好地解決了纖維素酶在膜濃縮過程中因為耗時較長而導致的酶失活現象。

2.纖維素酶濃縮液噴霧前處理加入乳糖和二氧化硅保護劑，酶活收率大幅度提高。

3.在噴霧干燥前利用除菌膜除雜菌工序解決了噴霧后的纖維素酶粉狀成品菌落數偏高的現象，使其應用領域擴展到食品和飼料領域。

具體實施方式

下面結合具體的實施例，進一步詳細地描述本發明。本領域技術人員應當理解，這些實施例只是為了舉例說明本發明，而非以任何方式限制本發明的范圍。

實施例1：利用里氏木霉發酵生產纖維素酶，500L發酵罐裝液量400L發酵6天結束；測定其中纖維素酶的FPA酶活為46.2U/ml，測定方法為中華人民共和國輕工行業標準QB?2583-2003；板框過濾除去發酵液中的大顆粒物質及菌絲得到發酵液380L，濾液FPA酶活45.8U/ml；板框濾液經過泵移入低溫儲罐用4℃冷卻水對其循環冷，低于15℃保存；板框濾液經過30KD超濾膜濃縮至800U/ml，耗時3天，濃縮液體積為19.5L；往濃縮液加入39g（0.2%，w/v）乳糖和97.5g（0.5%，w/v）二氧化硅進行混合，攪拌均勻，混合物料經過孔徑為0.2um的PALL除菌設備過濾掉雜菌；除菌后的纖維素酶酶液進行噴霧干燥，噴霧干燥的入口溫度為130℃，出口溫度50℃，氣流的流速為1m/s，干燥時間為10s；噴霧干燥得到成品纖維素酶酶粉14.3kg，FPA酶活1033U/g，成品經包裝入庫。下表為各步收率。