[發明專利]復合纖維素酶系及其在淀粉燃料乙醇生產中的應用

有效

• 申請號: 201811277689.7
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109486867B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 高樂;張東遠;陳樹林
• 申請（專利權）人: 中國科學院天津工業生物技術研究所
• 主分類號: C12N15/63
• 分類號: C12N15/63;C12P7/10;C12N9/42
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 史霞

本發明公開了一種采用如下方法制備的復合纖維素酶系，所述方法包括以下步驟：將轉化有檜狀青霉來源的阿魏酸酯酶基因和檜狀青霉來源的脫氫酶基因的黑曲霉發酵培養獲得發酵培養液Ⅰ；將里氏木霉發酵培養獲得發酵培養液Ⅱ；以及將發酵培養液Ⅰ與發酵培養液Ⅱ按照一定體積比復配獲得復合纖維素酶系。復合纖維素酶系可有效完善里氏木霉酶系，進而有效提高里氏木霉酶系降解結晶纖維素的速度。本發明還提供了一種復合纖維素酶系的應用，在酵母同步糖化發酵生產淀粉燃料乙醇過程中，添加復合纖維素酶，一方面降低玉米醪液的粘度，另一方面將殘余的纖維素和淀粉進一步水解，實現由玉米到燃料乙醇的高效轉化，從而為乙醇發酵工業帶來顯著的經濟效益。

技術領域

本發明涉及乙醇發酵生產技術領域，特別涉及一種復合纖維素酶系及其在淀粉燃料乙醇生產中的應用。

背景技術

乙醇是重要的大宗化工產品，用途廣泛，常用作燃料、溶劑和消毒劑，也用于制取其他化合物。乙醇也是目前全球最大的發酵產品，我國新興產業發展規劃指出，到2020年，生物液體燃料年利用量達到1200萬噸。雖然淀粉乙醇發酵的生產工藝已經較為成熟，但其生產過程中還存在問題。玉米燃料乙醇生產工藝中玉米纖維素未被有效利用，玉米淀粉未能充分降解，后期出現糖液粘度大，固形物多等問題，所以酵母的生長和發酵受到嚴重影響。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供一種復合纖維素酶系，以完善里氏木霉酶系，進而有效提高里氏木霉酶系降解結晶纖維素的速度。

本發明還有一個目的是提供一種復合纖維素酶系的應用，在酵母同步糖化發酵生產淀粉燃料乙醇過程中，添加所述復合纖維素酶，一方面降低玉米醪液的粘度，另一方面將殘余的纖維素和淀粉進一步水解，實現由玉米到燃料乙醇的高效轉化，從而為乙醇發酵工業帶來顯著的經濟效益。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種采用如下方法制備的復合纖維素酶系，所述方法包括以下步驟：

將轉化有檜狀青霉來源的阿魏酸酯酶基因和檜狀青霉來源的脫氫酶基因的黑曲霉按接種量3-5％接種于發酵培養基Ⅱ中發酵培養獲得發酵培養液Ⅰ，所述發酵培養液Ⅰ為含有檜狀青霉來源的阿魏酸酯酶和檜狀青霉來源的脫氫酶的黑曲霉轉化子酶系，以及黑曲霉來源的β-葡萄糖苷酶；

將里氏木霉按接種量3-5％接種于發酵培養基Ⅰ中發酵培養獲得發酵培養液Ⅱ，所述發酵培養液Ⅱ為含有里氏木霉來源的纖維素酶；以及

將所述發酵培養液Ⅰ與所述發酵培養液Ⅱ按照體積比1:7-10復配獲得復合纖維素酶系。

優選的是，所述黑曲霉轉化子酶系與里氏木霉酶系按照體積比1:8.5復配獲得復合纖維素酶系。

優選的是，所述發酵培養基Ⅰ包括以下組分：

硫酸銨2.8g/L，玉米芯50g/L，麩皮30g/L，硫酸鎂0.9g/L，氯化鈣0.9g/L，磷酸二氫鉀4g/L，蒸餾水1L；

所述發酵培養基Ⅱ包括以下組分：微晶纖維素33g/L，玉米漿干粉17g/L，占發酵培養基Ⅱ的質量百分含量為0.5％的(NH₄)₂SO₄，占發酵培養基Ⅱ的質量百分含量為0.1％的MgSO₄，占發酵培養基Ⅱ的質量百分含量為0.25％的甘油，占發酵培養基Ⅱ的質量百分含量為0.25％的CaCO₃，并調節pH為5.0。

優選的是，所述里氏木霉發酵培養的條件為：發酵溫度為28℃，搖床轉速為18rpm，發酵時間為120小時；

所述黑曲霉發酵培養的條件為：發酵溫度為30℃，培養時間為7天。

一種所述的復合纖維素酶系在燃料乙醇生產中的應用。