[發明專利]一種用于特定植物纖維高效水解的纖維素酶的生產方法

無效

• 申請號: 201210434660.1
• 申請日: 2012-11-05
• 公開（公告）號: CN102899301A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 李強;谷緒頂;季更生;費娟娟;馮圓圓
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: C12N9/42
• 分類號: C12N9/42;C12R1/685;C12R1/885
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 繆友菊

技術領域

本發明涉及一種纖維素酶的生產方法，尤其涉及一種用于特定植物纖維高效水解的纖維素酶的生產方法。

背景技術

木質纖維素是地球上分布最廣和含量最豐富的可再生有機資源，它經過水解可以制得單糖，然后單糖經微生物發酵可進一步生產低聚糖、單細胞蛋白、酒精和有機酸等有機原料和燃料。因此纖維素資源作為能源物質開發具有很大前景。纖維素，木質纖維素主要由纖維素、半纖維素和木質素組成，半纖維素和纖維素微纖維間以氫鍵聯接，形成的空間結構是植物細胞壁的主體框架，而木質素內部除了有強大的氫鍵連接外，還與半纖維素通過共價鍵形成穩定的木質素碳水化合物復合體。由于復雜的結構特征，木質纖維素的纖維素酶解率很低。

纖維素酶是復合酶，也是誘導酶，必須在誘導劑的作用下才能大量的表達。不同的誘導劑對里氏木霉表達纖維素酶的誘導效果和使用價值是不同的，誘導里氏木霉產纖維素酶的物質主要是一些糖類，包括多聚糖、寡糖和單糖等。其中以纖維素、槐糖的誘導效果最好，乳糖和纖維二糖的誘導效果次之，山梨糖獨特的誘導能力有著特殊的價值。然而這些單糖或寡糖誘導物成本較高，難于應用于工業化生產。

商品纖維素酶的生產是以纖維素作為誘導物，其合成的纖維素酶系相對簡單，對于有著復雜結構的天然木質纖維素的降解率很低。目前纖維素酶的生產中誘導底物主要采用微晶纖維素，現有工藝生產的纖維素酶對于單純的纖維素降解能力較強，但是對于天然植物纖維的降解能力很差，主要是因為生產過程中采用的誘導方法和誘導底物選擇方面的不足。因此，如果可以采用有效的誘導模式和合適的誘導底物，則可以大大提高天然植物纖維的轉化率和生物質能源的產率。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種可工業化生產用于特定植物纖維高效水解的纖維素酶的生產方法。

技術方案：本發明所述用于特定植物纖維高效水解的纖維素酶的生產方法，包括如下步驟：

（1）底物選?。喝√囟ㄖ参锢w維作為底物；

（2）纖維素酶產生菌的活化培養：將纖維素酶產生菌接種至含有活化培養基的器皿中靜置培養制得纖維素酶產生菌的活化培養液；

（3）纖維素酶的誘導：將步驟（1）的底物作為誘導物，制備產酶培養基；將步驟（2）的纖維素酶產生菌的活化培養液接種到所述產酶培養基中發酵產酶，在25～30℃，轉速為100～180?r/min條件下培養，發酵時間為3～7?d，得到發酵液；

其中，所述產酶培養基的配方為：誘導物2～6?g/L，葡萄糖1～3?g/L，微晶纖維素2～3?g/L，蛋白胨1～2?g/L，(NH₄)₂SO₄?2～3?g/L，KH₂PO₄?3～4?g/L，尿素0.4～0.6?g/L，CaCl₂·2H₂O?0.6～1.0?g/L,?MgSO₄·7H₂O?0.4～0.8g/L，FeSO₄·7H₂O?0.01～0.04?g/L，MnSO₄·H₂O?0.001～?0.004?g/L，ZnSO₄·7H₂O?0.002～0.004?g/L，CoCl₂·6H₂O?0.004～0.008?g/L，吐溫80?0.3～0.5?g/L，其余為水，pH?5.0；

（4）發酵液的鹽析和透析：將發酵液分別進行鹽析和透析處理，得到用于特定植物纖維素水解的纖維素酶。

本發明方法中，采用的特定植物纖維不同，其誘導產生的纖維素酶酶系組成和降解植物纖維的能力也有差異。比如，桑葉誘導制備的纖維素酶，降解桑葉的能力較強；而桑葉誘導制備的纖維素酶對于其他天然植物纖維的降解能力較差。同理，桑葉誘導制備的纖維素酶，降解桑葉的能力較強；而桑葉誘導制備的纖維素酶對于其他天然植物纖維的降解能力較差。

為了增強誘導物的活性，增加纖維素酶的產量，比較優選的，步驟（1）中，先對底物進行粉碎至60目，然后60℃烘干至恒重。

步驟（1）中，所述特定植物纖維一般可選擇為桑葉和紙漿，當然也可以選擇其他特定的植物纖維。

步驟（2）中，所述纖維素酶產生菌為黑曲霉、里氏木霉、綠色木霉或康寧木霉。