[發(fā)明專利]一種利用樺褐孔菌固體發(fā)酵農(nóng)林廢棄物生產(chǎn)酸性纖維素酶的工藝

有效

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• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107189996B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐向群;林蒙蒙
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: C12N9/42
• 分類號: C12N9/42;C12R1/645
• 代理公司: 杭州知見專利代理有限公司 33295
• 代理人: 趙越劍

本發(fā)明公開了一種利用樺褐孔菌固體發(fā)酵農(nóng)林廢棄物生產(chǎn)酸性纖維素酶的工藝，包括（1）菌種活化，（2）液體菌種培養(yǎng)，（3）固體發(fā)酵，（4）酸性纖維素酶分離步驟。本發(fā)明設(shè)備投資少,后處理簡單,基本無污染,成本低，生產(chǎn)的纖維素酶具有較好的pH耐受性和溫度穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)酵工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用樺褐孔菌固體發(fā)酵農(nóng)林廢棄物生產(chǎn)酸性纖維素酶的工藝。

背景技術(shù)

植物纖維在自然界中普遍存在，而大部分的植物纖維因無法分解利用而廢棄，如果這些纖維素能被合理利用，不僅可以作為新資源、新能源為人類造福，同時也可以緩解或解決農(nóng)作物資源對環(huán)境的污染問題，具有重大的戰(zhàn)略意義。

纖維素分子是由β-2D葡萄糖分子以β-1,4糖苷鍵結(jié)合形成的鏈狀聚合物,所以很難分解。纖維素酶可以將纖維素最終水解成葡萄糖。而纖維素酶一般只在微生物體內(nèi)產(chǎn)生很少一部分動物也可以產(chǎn)生纖維素酶。目前纖維素的降解一般是由微生物分解實現(xiàn)的，現(xiàn)在人們正在研究利用微生物產(chǎn)生的纖維素酶分解纖維素產(chǎn)生葡萄糖，再以葡萄糖為原料生產(chǎn)其他物質(zhì)。這已經(jīng)成為一個熱門話題，當(dāng)前研究較多的能夠降解天然纖維的微生物主要是木霉、青霉、曲霉和白腐菌等真菌， 主要原因是這類真菌產(chǎn)纖維素酶系較全，能較好地降解天然纖維素。但研究野生纖維素酶產(chǎn)出菌主要存在兩個問題，一是產(chǎn)纖維素酶的菌株的產(chǎn)酶量低， 二是產(chǎn)生的纖維素酶的活力不高，也就是分解纖維素的能力較弱。人們主要是通過菌種篩選、基因克隆等手段來提高酶的產(chǎn)量和活力，以降低產(chǎn)酶成本，改進酶的回收利用，二是改變天然纖維素酶的結(jié)構(gòu)， 以提高其對酶作用的敏感性。并且自然界中廢棄的植物纖維資源用于生產(chǎn)蛋白飼料的研究也是目前的熱點之一， 利用高效降解植物纖維的纖維素酶進行預(yù)處理后再經(jīng)過微生物發(fā)酵能夠有效提高植物原料中的蛋白含量用于飼料成分，具有重要的應(yīng)用價值。

在微生物發(fā)酵的過程中，纖維素酶產(chǎn)生菌的產(chǎn)酶能力低且質(zhì)量不穩(wěn)定是目前纖維素酶研究與實際應(yīng)用的主要瓶頸，如何有針對性的提高纖維素酶活性的技術(shù)還有待提高:現(xiàn)在的研究渠道顯示，纖維素酶能夠在其它工程菌中得以表達，但是怎樣研究出一套既能表達纖維素酶又能使其具有良好的熱穩(wěn)定性和低的末端產(chǎn)物抑制調(diào)節(jié)以及高產(chǎn)量的研究方案，是現(xiàn)在研究者探討的問題: 尤其現(xiàn)在我國的纖維素酶還大量依靠于國外進口，其價格非常昂貴，大大限制了其應(yīng)用范圍, 生產(chǎn)國產(chǎn)化的纖維素酶以及降低纖維素酶的生產(chǎn)成本還是一個急待解決的問題。而要想進一步提高纖維素酶的分泌能力， 除選育優(yōu)良菌株外還必須對培養(yǎng)基中的各種營養(yǎng)成分及發(fā)酵條件進行優(yōu)化，以實現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)物的大幅度積累。

隨著科學(xué)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，將有望選育出高產(chǎn)率、低成本的優(yōu)良生產(chǎn)菌株。至今尚未報道有關(guān)白腐真菌樺褐孔菌固體發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用樺褐孔菌固體發(fā)酵農(nóng)林廢棄物生產(chǎn)酸性纖維素酶的工藝，設(shè)備投資少,后處理簡單,基本無污染,成本低，生產(chǎn)的纖維素酶具有較好的pH耐受性和溫度穩(wěn)定性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種利用樺褐孔菌固體發(fā)酵農(nóng)林廢棄物生產(chǎn)酸性纖維素酶的工藝，包括如下步驟：

（1）菌種活化：以樺褐孔菌為菌種，接種至斜面菌種培養(yǎng)基上培養(yǎng)，獲得活化菌種；

（2）液體菌種培養(yǎng)：將活化菌種轉(zhuǎn)入種子培養(yǎng)基中，28℃下?lián)u床轉(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分鐘的條件下?lián)u床培養(yǎng)3天得液體菌種；

（3）固體發(fā)酵：將液體菌種接種至固體發(fā)酵培養(yǎng)基中，控制初始pH至3.5-9.0，24-32℃下發(fā)酵培養(yǎng)10-15天；所述固體發(fā)酵培養(yǎng)基由農(nóng)林廢棄物與營養(yǎng)鹽溶液按 1g:1-4mL的配比， pH 6.0，充分攪拌，121℃濕熱滅菌20min而得；