[發(fā)明專利]一種利用β-葡萄糖苷酶生產(chǎn)纖維素酶的方法及應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103695393A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙迎春;沈濤;謝合群
• 申請（專利權(quán)）人: 寧夏夏盛實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司
• 主分類號: C12N9/42
• 分類號: C12N9/42;C12R1/885
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及酶制劑領(lǐng)域，尤其涉及一種利用β-葡萄糖苷酶生產(chǎn)酸性纖維素酶的方法。

背景技術(shù)：

1837年，Liebig和Wohler首次在苦杏仁汁中發(fā)現(xiàn)了β-葡萄糖苷酶。β-葡萄糖苷酶(EC3.2.1.21)的英文名是β-glucosidase，屬于水解酶類，又稱β-D-葡萄糖苷水解酶，別名龍膽二糖酶、纖維二糖酶和苦杏仁苷酶。β-葡萄糖苷酶可水解結(jié)合于末端非還原性的β-D-糖苷鍵，釋放出β-D-葡萄糖和相應(yīng)配基。近年來人們發(fā)現(xiàn)β-葡萄糖苷酶也具有轉(zhuǎn)糖苷活性，可以將水解活性釋放出的配基與葡萄糖，以β-1,6糖苷鍵形式轉(zhuǎn)移到其他糖底物上，并且采用該酶的轉(zhuǎn)苷活性可生產(chǎn)低聚龍膽糖。

纖維素酶是一種重要的復(fù)合酶產(chǎn)品，主要由外切β-葡聚糖酶、內(nèi)切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等組成，還有很高活力的木聚糖酶活力。近年來，由于纖維素酶在飼料、酒精、紡織和食品等領(lǐng)域具有巨大的市場潛力，已被國內(nèi)外業(yè)內(nèi)人士看好，因此纖維素酶是酶制劑工業(yè)中的一個新的增長點(diǎn)。但實(shí)際生產(chǎn)過程中，纖維素酶產(chǎn)量非常低，而且生產(chǎn)成本高，其主要原因在于以下幾個方面：1、誘導(dǎo)物原料如乳糖、葡萄糖用量大且市場價(jià)高；2、生產(chǎn)周期長，高達(dá)170h；3、纖維素酶酶活偏低；4、后提取困難，酶獲得率偏低。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有纖維素酶生產(chǎn)技術(shù)中生產(chǎn)周期長、纖維素酶酶活力低、后提取困難的缺陷，提供一種利用β-葡萄糖苷酶生產(chǎn)纖維素酶的方法，該方法生產(chǎn)工藝簡單、操作簡便，同時縮短發(fā)酵周期，提高生產(chǎn)效率，原料來源廣泛、對環(huán)境無污染，非常適合大規(guī)模生產(chǎn)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種利用β-葡萄糖苷酶生產(chǎn)纖維素酶的方法，包括如下步驟：

（1）菌種選取：綠色木霉作為生產(chǎn)菌株，并在斜面菌臺上保存?zhèn)溆茫?/p>

（2）菌種培養(yǎng)：將斜面菌臺上的菌株放入培養(yǎng)瓶中在20-40℃的溫度條件下培養(yǎng)1-3天，然后放入種子罐中進(jìn)行通風(fēng)攪拌培養(yǎng)12-40小時；

（3）發(fā)酵處理：按重量百分比取5-15%的培養(yǎng)菌種、2-5%的微晶纖維素、1-3%的葡萄糖、1-2%的玉米漿、70-95％的水混合成發(fā)酵漿料，將發(fā)酵漿料放入發(fā)酵罐中進(jìn)行通風(fēng)攪拌發(fā)酵，溫度控制在25-35℃發(fā)酵25個小時后降低溫度到5-9℃之間，保持0.5-1小時，提高溫度到25-35℃繼續(xù)發(fā)酵45-85小時，此發(fā)酵過程中每隔2-4小時按初始發(fā)酵漿料重量流加0.05-0.2%葡萄糖、0.001-0.005%的微晶纖維素、0.5-2%纖維二糖、0.001-0.005%的β-葡萄糖苷酶，發(fā)酵結(jié)束濾去發(fā)酵漿料中的殘?jiān)粗频盟嵝砸后w纖維素酶。

有益效果：

本發(fā)明所提供生產(chǎn)酸性液體纖維素酶的方法，比常規(guī)生產(chǎn)的技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的纖維素酶的產(chǎn)量提高2倍以上，同時縮短發(fā)酵周期，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本；本發(fā)明方法采用變溫調(diào)節(jié)方法，生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)此方法有效的提高了酶的產(chǎn)量和酶活力；該方法還具有生產(chǎn)工藝簡單、操作簡便、技術(shù)容易掌握、原料來源廣泛、對環(huán)境無污染、適合大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明生產(chǎn)的酸性液體纖維素酶可廣泛應(yīng)用于飼料、紡織、石油、果蔬加工、造紙業(yè)、中成藥加工，特別是生物質(zhì)乙醇制取等領(lǐng)域。

本發(fā)明提供的β-葡萄糖苷酶具有具有轉(zhuǎn)糖苷作用，在轉(zhuǎn)糖苷作用下，可以使纖維二糖等寡糖生成低聚龍膽糖等誘導(dǎo)物，再經(jīng)細(xì)胞膜上的組成性透性酶系統(tǒng)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，啟動細(xì)胞內(nèi)纖維素酶的合成。故而可以利用β-葡萄糖苷酶催化合成低聚龍膽糖來誘導(dǎo)纖維素酶的生產(chǎn)，具有巨大的商業(yè)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

所制成的纖維素酶活力比現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的分別提高了20-30%，產(chǎn)品獲得率分別提高了10%和20%。

具體實(shí)施方式

下面通過具體的實(shí)施方案敘述本發(fā)明。除非特別說明，本發(fā)明中所用的技術(shù)手段均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法。另外，實(shí)施例應(yīng)理解為說明性的，而非限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍僅由權(quán)利要求書所限定。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍的前提下，對這些實(shí)施例中的物料成分和用量進(jìn)行的各種改變或改動也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

一種利用β-葡萄糖苷酶生產(chǎn)纖維素酶的方法，包括如下步驟：

（1）菌種選取：以綠色木霉CICC13001作為生產(chǎn)菌株，并在斜面菌臺上保存?zhèn)溆茫?/p>

（2）菌種培養(yǎng)：將斜面菌臺上的菌株放入培養(yǎng)瓶中在30℃的溫度條件下培養(yǎng)2天，然后放入種子罐中進(jìn)行通風(fēng)攪拌培養(yǎng)30小時；