[發明專利]一種促進生物發酵產纖維素酶的方法

有效

• 申請號: 201911402446.6
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN113122522B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 高慧鵬;張全;關浩;王蒙;彭紹忠
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號: C12N9/42
• 分類號: C12N9/42;C12P7/16;C12R1/145;C12R1/885
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種促進生物發酵產纖維素酶的方法，以CN106554931A公開的拜氏梭菌XH0906接種至丁醇發酵培養基中，發酵生產丁醇，將發酵產物除去丁醇后，先加入乙醇，收集沉淀，向沉淀中加入硫酸或鹽酸酸解，酸解產物加入至纖維素酶發酵菌種的培養基中，接種纖維素酶發酵菌種，促進纖維素酶的發酵生產。本發明的方法針對特有菌種的特殊丁醇發酵產物進行了有效利用，解決了發酵液后續處理問題，又對纖維素酶的生產起到促進作用，產生較大的經濟效益。

技術領域

本發明涉及生物質能源技術領域，具體涉及一種促進纖維素酶發酵的方法。

背景技術

丁醇是一種重要的有機化工原料，在化工、醫藥和石油等工業領域有廣泛的用途，而且作為一種有潛力的可以替代汽油的可再生生物能源，丁醇越來越受到世界各國政府和很多跨國公司的關注。丁醇主要來源于化學合成和微生物發酵，其中化學合成法目前具有成本優勢，但需要大量化石燃料作為原料。化石燃料不可再生、價格不確定而且世界分布不均一，大量使用會造成嚴重環境污染，因此微生物發酵法生產丁醇代表未來的發展趨勢。發酵法生產生物丁醇曾經是僅次于生物乙醇的成熟工業，后來受到石油工業的沖擊，逐步衰落。進入新世紀以來，生物丁醇的發展又展現出新的特點。首先，丁醇生產原料的轉換，傳統的原料是糖蜜和淀粉，發酵流程和技術都已經相當成熟，而當今只適合于極少數原料豐富的國家，淀粉用于生物燃料的生產會產生“與人爭糧，與糧爭地”的問題，因此開展以木質纖維素為原料的厭氧梭菌丁醇發酵工藝成為研究熱點。

木質纖維素是自然界中分布最廣、含量最多的可再生糖類資源。作物秸稈等纖維素原料中含有大量的纖維素和半纖維素多糖類物質。這些多糖類物質性質很穩定，即使經過預處理，仍要在催化劑作用下才能水解為單糖，然后再經發酵才能制備纖維素丁醇。水解最常用的催化劑是無機酸和纖維素酶制劑。酶解利用微生物酶系將天然纖維素和半纖維素降解為可發酵的單糖，與化學水解法相比，可發酵單糖得率高、反應條件溫和、能耗低、環境友好。纖維素丁醇生產過程中，纖維素酶的成本大約占到丁醇生產成本的四分之一，開發具有低成本的纖維素酶生產過程對降低纖維素丁醇成本、提高丁醇經濟性有重要意義。

另一方面，原料的改變給丁醇發酵帶來了一系列的科學問題。如產物濃度及產率較低造成原料單耗偏高。傳統丁醇生物發酵的主要產物是丙酮、丁醇和乙醇，其含量約為6:3:1，簡稱ABE發酵。丁醇選擇性低，只占ABE總溶劑的60%。而丁醇發酵過程中往往會產生大量副產物，如何充分利用這些副產物，提高其附加值，也是降低丁醇生產成本的關鍵。

發明內容

針對現有技術中纖維素酶生產成本高，本發明提供一種促進生物發酵產纖維素酶的方法，以拜氏梭菌XH0906發酵生產丁醇的發酵產物為促進劑，用于纖維素酶的生物發酵中，針對特有菌種的特殊丁醇發酵產物進行了有效利用，解決了發酵液后續處理問題，又對纖維素酶的生產起到促進作用，產生較大的經濟效益。

本發明的技術目的通過以下技術方案實現：

一種促進生物發酵產纖維素酶的方法，以CN106554931A公開的拜氏梭菌XH0906接種至丁醇發酵培養基中，發酵生產丁醇，將發酵產物除去丁醇后，先加入乙醇，收集沉淀，向沉淀中加入硫酸或鹽酸酸解，酸解產物加入至纖維素酶發酵菌種的培養基中，接種纖維素酶發酵菌種，促進纖維素酶的發酵生產。

進一步的，上述方法中，所述丁醇發酵培養基中的碳源為50-150g/L的葡萄糖或相當含糖量的木質纖維素糖化液。作為更具體的技術方案，所述丁醇發酵培養基中還包括蛋白胨5-10g/L、牛肉膏4-8g/L、硫酸銨0.5-1.0g/L、硫酸鐵0.05-0.2g/L、硫酸鎂0.1-0.5g/L。

進一步的，上述方法中，拜氏梭菌XH0906發酵產丁醇的發酵溫度為30-38℃，控制pH為5.0-8.0，發酵時間為72-120h。