一種利用β-葡萄糖苷酶生產纖維素酶的方法及應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用β-葡萄糖苷酶生產酸性纖維素酶的方法，屬于酶制劑領域。所述利用β-葡萄糖苷酶生產纖維素酶的方法，主要通過將綠色木霉培養(yǎng)后，在發(fā)酵處理過程中每隔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)酵結束濾去發(fā)酵漿料中的殘渣，即制得酸性液體纖維素酶。本發(fā)明所提供生產酸性液體纖維素酶的方法，比常規(guī)生產的技術和現有技術生產的纖維素酶的產量提高2倍以上，同時縮短發(fā)酵周期，提高生產效率，降低生產成本；該方法還具有生產工藝簡單、操作簡便、技術容易掌握、原料來源廣泛、對環(huán)境無污染、適合大規(guī)模生產等優(yōu)點。
【專利說明】一種利用β-葡萄糖苷酶生產纖維素酶的方法及應用
【技術領域】:
[0001]本發(fā)明涉及酶制劑領域，尤其涉及一種利用β -葡萄糖苷酶生產酸性纖維素酶的方法。
【背景技術】:
[0002]1837年，Liebig和Wohler首次在苦杏仁汁中發(fā)現了 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-葡萄糖和相應配基。近年來人們發(fā)現葡萄糖苷酶也具有轉糖苷活性，可以將水解活性釋放出的配基與葡萄糖，以β -1，6糖苷鍵形式轉移到其他糖底物上，并且采用該酶的轉苷活性可生產低聚龍膽糖。
[0003]纖維素酶是一 種重要的復合酶產品，主要由外切葡聚糖酶、內切葡聚糖酶和葡萄糖苷酶等組成，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、紡織和食品等領域具有巨大的市場潛力，已被國內外業(yè)內人士看好，因此纖維素酶是酶制劑工業(yè)中的一個新的增長點。但實際生產過程中，纖維素酶產量非常低，而且生產成本高，其主要原因在于以下幾個方面:1、誘導物原料如乳糖、葡萄糖用量大且市場價高；2、生產周期長，高達170h ;3、纖維素酶酶活偏低；4、后提取困難，酶獲得率偏低。

【發(fā)明內容】
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[0004]本發(fā)明所解決的技術問題是克服現有纖維素酶生產技術中生產周期長、纖維素酶酶活力低、后提取困難的缺陷，提供一種利用β -葡萄糖苷酶生產纖維素酶的方法，該方法生產工藝簡單、操作簡便，同時縮短發(fā)酵周期，提高生產效率，原料來源廣泛、對環(huán)境無污染，非常適合大規(guī)模生產。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0006]一種利用β -葡萄糖苷酶生產纖維素酶的方法，包括如下步驟:
[0007](I)菌種選取:綠色木霉作為生產菌株，并在斜面菌臺上保存?zhèn)溆茫?br> [0008](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°C的溫度條件下培養(yǎng)1-3天，然后放入種子罐中進行通風攪拌培養(yǎng)12-40小時；
[0009](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)酵罐中進行通風攪拌發(fā)酵，溫度控制在25-35°C發(fā)酵25個小時后降低溫度到5-9°C之間，保持0.5-1小時，提高溫度到25-35°C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)酵結束濾去發(fā)酵漿料中的殘渣，即制得酸性液體纖維素酶。
[0010]有益效果:
[0011]本發(fā)明所提供生產酸性液體纖維素酶的方法，比常規(guī)生產的技術和現有技術生產的纖維素酶的產量提高2倍以上，同時縮短發(fā)酵周期，提高生產效率，降低生產成本；本發(fā)明方法采用變溫調節(jié)方法，生產過程中發(fā)現此方法有效的提高了酶的產量和酶活力；該方法還具有生產工藝簡單、操作簡便、技術容易掌握、原料來源廣泛、對環(huán)境無污染、適合大規(guī)模生產等優(yōu)點。本發(fā)明生產的酸性液體纖維素酶可廣泛應用于飼料、紡織、石油、果蔬加工、造紙業(yè)、中成藥加工，特別是生物質乙醇制取等領域。
[0012]本發(fā)明提供的β_葡萄糖苷酶具有具有轉糖苷作用，在轉糖苷作用下，可以使纖維二糖等寡糖生成低聚龍膽糖等誘導物，再經細胞膜上的組成性透性酶系統(tǒng)進入細胞內，啟動細胞內纖維素酶的合成。故而可以利用β_葡萄糖苷酶催化合成低聚龍膽糖來誘導纖維素酶的生產，具有巨大的商業(yè)價值和現實意義。
[0013]所制成的纖維素酶活力比現有技術生產的分別提高了 20-30%，產品獲得率分別提高了 10% 和 20%O
【具體實施方式】
[0014]下面通過具體的實施方案敘述本發(fā)明。除非特別說明，本發(fā)明中所用的技術手段均為本領域技術人員所公知的方法。另外，實施例應理解為說明性的，而非限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的實質和范圍僅由權利要求書所限定。對于本領域技術人員而言，在不背離本發(fā)明實質和范圍的前提下，對這些實施例中的物料成分和用量進行的各種改變或改動也屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0015]實施例1 [0016]一種利用β -葡萄糖苷酶生產纖維素酶的方法，包括如下步驟:
[0017](I)菌種選取:以綠色木霉CICC13001作為生產菌株，并在斜面菌臺上保存?zhèn)溆茫?br> [0018](2)菌種培養(yǎng):將斜面菌臺上的菌株放入培養(yǎng)瓶中在30°C的溫度條件下培養(yǎng)2天，然后放入種子罐中進行通風攪拌培養(yǎng)30小時；
[0019](3)發(fā)酵處理:按重量百分比取10%的培養(yǎng)菌種、4%的微晶纖維素、2%的葡萄糖、1%的玉米漿、83%的水混合成發(fā)酵漿料，將發(fā)酵漿料放入發(fā)酵罐中進行通風攪拌發(fā)酵，溫度控制在30°C發(fā)酵25個小時后降低溫度到6°C之間，保持0.6小時，提高溫度到30°C繼續(xù)發(fā)酵60小時，此發(fā)酵過程中每隔3小時按初始發(fā)酵漿料重量流加0.1%葡萄糖、0.003%的微晶纖維素、1%纖維二糖、0.003%的β -葡萄糖苷酶，發(fā)酵結束濾去發(fā)酵漿料中的殘渣，即制得酸性液體纖維素酶。
[0020]采用本發(fā)明方法后，所制成的纖維素酶活力比非變溫生產的提高了 21%，產品獲得率提聞了 13%。
【權利要求】
1.一種利用β-葡萄糖苷酶生產纖維素酶的方法，包括如下步驟: (1)菌種選取:綠色木霉作為生產菌株，并在斜面菌臺上保存?zhèn)溆茫? (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°C的溫度條件下培養(yǎng)1-3天，然后放入種子罐中進行通風攪拌培養(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，放入發(fā)酵罐中進行通風攪拌發(fā)酵，溫度控制在25-35°C，發(fā)酵25個小時后降低溫度到5-9°C之間，保持0.5-1小時，提高溫度到25-35°C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。
2.如權利要求1所述的利用葡萄糖苷酶生產纖維素酶的方法，其特征在于，所述綠色木霉為CICC13001。
3.如權利要求1所述的利用葡萄糖苷酶生產纖維素酶的方法，其特征在于，按重量百分比取10%的培養(yǎng)菌種、4%的微晶纖維素、2%的葡萄糖、1%的玉米漿、83%的水混合成發(fā)酵漿料，放入發(fā)酵罐中進行通風攪拌發(fā)酵，溫度控制在30°C發(fā)酵25個小時后降低溫度到6°C之間，保持0.6小時，提高溫度到30°C繼續(xù)發(fā)酵60小時。
4.如權利要求3所述的利用β-葡萄糖苷酶生產纖維素酶的方法，其特征在于，發(fā)酵過程中每隔3小時按初始發(fā)酵漿料重量流加0.1%葡萄糖、0.003%的微晶纖維素、1%纖維二糖、0.003%的β -葡萄糖苷酶。
5.一種β-葡萄糖苷酶在生產纖維素酶中的應用，包括如下步驟: (1)菌種選取:綠色木霉作為生產菌株，并在斜面菌臺上保存?zhèn)溆茫? (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°C的溫度條件下培養(yǎng)1-3天，然后放入種子罐中進行通風攪拌培養(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，放入發(fā)酵罐中進行通風攪拌發(fā)酵，溫度控制在25-35°C發(fā)酵25個小時后降低溫度到5-9°C之間，保持0.5-1小時，提高溫度到25-35°C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)酵結束濾去發(fā)酵漿料中的殘渣，制得酸性液體纖維素酶。
6.如權利要求5所述的β-葡萄糖苷酶在生產纖維素酶中的應用，包括如下步驟: (O菌種選取:以綠色木霉CICC13001作為生產菌株，并在斜面菌臺上保存?zhèn)溆茫? (2)菌種培養(yǎng):將斜面菌臺上的菌株放入培養(yǎng)瓶中在30°C的溫度條件下培養(yǎng)2天，然后放入種子罐中進行通風攪拌培養(yǎng)30小時； (3)發(fā)酵處理:按重量百分比取10%的培養(yǎng)菌種、4%的微晶纖維素、2%的葡萄糖、1%的玉米漿、83%的水混合成發(fā)酵漿料，將發(fā)酵漿料放入發(fā)酵罐中進行通風攪拌發(fā)酵，溫度控制在30°C發(fā)酵25個小時后降低溫度到6°C之間，保持0.6小時，提高溫度到30°C繼續(xù)發(fā)酵60小時，此發(fā)酵過程中每隔3小時按初始發(fā)酵漿料重量流加0.1%葡萄糖、0.003%的微晶纖維素、1%纖維二糖、0.003%的β -葡萄糖苷酶，發(fā)酵結束濾去發(fā)酵漿料中的殘渣，即制得酸性液體纖維素酶。
【文檔編號】C12R1/885GK103695393SQ201310692426
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權日:2013年12月17日
【發(fā)明者】趙迎春, 沈濤, 謝合群 申請人:寧夏夏盛實業(yè)集團有限公司