[發(fā)明專利]一種以竹筍殼降解產(chǎn)物為誘導劑培養(yǎng)霉菌生產(chǎn)纖維素酶的方法

有效

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• 申請日: 2016-04-06
• 公開（公告）號: CN105647890B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 章建國;魏兆軍;胡飛
• 申請（專利權）人: 合肥工業(yè)大學
• 主分類號: C12N9/42
• 分類號: C12N9/42;C12R1/685
• 代理公司: 合肥金安專利事務所(普通合伙企業(yè)) 34114
• 代理人: 金惠貞

本發(fā)明公開了一種以竹筍殼降解產(chǎn)物為誘導劑培養(yǎng)霉菌生產(chǎn)纖維素酶的方法。具體操作步驟如下：（1）制作竹筍殼降解產(chǎn)物的水浸提液；（2）以葡萄糖為碳源、竹筍殼降解產(chǎn)物的水浸提液為溶劑配制液體發(fā)酵培養(yǎng)基；（3）在培養(yǎng)基中接入能產(chǎn)纖維素酶的霉菌菌種，好氧發(fā)酵；（4）將發(fā)酵液中的霉菌菌絲分離，所得清液中即含大量纖維素酶。本發(fā)明在培養(yǎng)基中不含纖維素類物質(zhì)的情況下，實現(xiàn)了纖維素酶的液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)，同時提升了竹筍的綜合利用價值。

技術領域

本發(fā)明屬于發(fā)酵工程領域，具體地涉及纖維素酶的生產(chǎn)方法。以黑曲霉為菌種，葡萄糖為碳源，添加纖維素酶誘導劑，液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶。

背景技術

纖維素酶是一類能將纖維素水解成葡萄糖的生物酶，纖維素酶屬于誘導酶，產(chǎn)纖維素酶的微生物必須在環(huán)境中存在纖維素類底物的條件下才會合成纖維素酶。目前工業(yè)化生產(chǎn)纖維素酶的方法是通過在纖維素類介質(zhì)上培養(yǎng)能合成纖維素酶的微生物，主要是黑曲霉、木霉和青霉等霉菌，這些霉菌在生長過程中由細胞內(nèi)合成纖維素酶并分泌至細胞外。天然纖維素類介質(zhì)不溶于水，工業(yè)化生產(chǎn)纖維素酶往往采用固態(tài)發(fā)酵工藝，但是固態(tài)發(fā)酵很多發(fā)酵參數(shù)不易自動化控制。

很多科學研究結果表明，天然纖維素是大分子物質(zhì)，不能直接進入微生物細胞內(nèi)部誘導細胞組件合成纖維素酶，真正發(fā)揮“誘導”作用的物質(zhì)是纖維素或半纖維素在細胞外經(jīng)水解產(chǎn)生的小分子物質(zhì)，如二糖和寡糖等，這些小分子物質(zhì)進入細胞后經(jīng)過進一步的轉化形成了纖維素酶的合成因子。

竹筍殼中含有大量的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，以竹筍殼作為主要成分制作栽培料栽培平菇，平菇菌絲產(chǎn)生豐富的胞外水解酶分解纖維素和半纖維素，平菇成熟采摘后剩余的栽培料稱為“菇渣”，菇渣中仍然含有很多纖維素酶的合成因子，這些合成因子經(jīng)抽提分離后可以用來作為纖維素酶的誘導劑。

葡萄糖是發(fā)酵工程中的速效碳源，產(chǎn)纖維素酶的微生物可以利用葡萄糖作基質(zhì)快速生長繁殖，但是葡萄糖也是一種纖維素酶合成的抑制劑，葡萄糖分子抑制了微生物細胞內(nèi)纖維素酶合成因子的生成，所以當培養(yǎng)基中存在葡萄糖時，微生物的個體生長很快但不能合成纖維素酶。

發(fā)明內(nèi)容

為了使產(chǎn)纖維素酶的微生物能在液態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)中既快速生長繁殖又高效合成纖維素酶，本發(fā)明提供一種以竹筍殼降解產(chǎn)物為誘導劑培養(yǎng)霉菌生產(chǎn)纖維素酶的方法。

本發(fā)明通過改進葡萄糖發(fā)酵培養(yǎng)基的配方，在葡萄糖發(fā)酵培養(yǎng)基中添加纖維素酶合成因子作誘導劑，在發(fā)酵過程中微生物個體既可以快速生長繁殖又可以高效的合成纖維素酶，同時提升農(nóng)副殘余的綜合利用價值。

具體的技術解決方案如下：

一種以竹筍殼降解產(chǎn)物為誘導劑培養(yǎng)霉菌生產(chǎn)纖維素酶的操作步驟如下：

（1）用竹筍殼制作誘導劑

（1.1）按重量比4:1將竹筍殼干粉和麩皮混和，加水拌勻、滅菌，制成發(fā)酵底料；

（1.2）在發(fā)酵底料中接入平菇菌種，好氧固態(tài)發(fā)酵，當菌絲長密長實，發(fā)酵完成；發(fā)酵底料中的竹筍殼干粉被部分降解，成為平菇發(fā)酵料；

（1.3）將平菇發(fā)酵料烘干至恒重，粉碎，得到纖維素酶誘導粉劑；

（1.4）將纖維素酶誘導粉劑和自來水混和，加熱，沸水浸提，靜置冷卻，取上層清液蒸發(fā)濃縮制成纖維素酶誘導水劑；

（2）配制霉菌液體發(fā)酵培養(yǎng)基，培養(yǎng)基配方如下：

葡萄糖2.0 g、氯化鈉（NaCl）0.05 g、 磷酸二氫鉀（KH₂PO₄）0.1 g、七水硫酸鎂（MgSO₄?7H₂O）0.05 g、硫酸銨（(NH₄)₂SO₄） 0.2 g、纖維素酶誘導水劑10 mL和水90 mL；