[发明专利]一种三段式固态发酵生产α-半乳糖苷酶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种三段式固态发酵生产α-半乳糖甘酶的方法。

背景技术

α-半乳糖甘酶是一种以特异性水解非还原性末端α-1，6-半乳糖苷键为特征的糖苷水解酶，因此能够水解包括密二糖、棉籽糖、水苏糖、毛蕊花糖等α-半乳糖甘寡糖以及瓜尔豆胶，刺槐豆树胶等杂多糖。目前已经被广泛应用在食品、饲料以及其他工业中。

我国目前大多数家畜及家禽饲料类型大多以玉米-豆粕型为主，而豆粕中含有包括密二糖、棉籽糖、水苏糖及毛蕊花糖等约7％的α-半乳糖苷类物质等抗营养因子，在消化道后段被厌氧菌所代谢，产生二氧化碳、氢气及少量的甲烷气体，引起动物消化不良，降低动物对饲料中营养物质的消化吸收。由于哺乳动物自身体内几乎不产生α-半乳糖苷酶，故将α-半乳糖苷酶作为饲料添加剂添加于家畜或家禽饲料中，能明显提高饲料利用率，改善饲用动物的消化吸收能力。

近年来，我国α-半乳糖苷酶在饲料中的应用还处于初步研究阶段，已开展微生物发酵生产α-半乳糖苷酶酶制剂的研究。固态发酵由于通常采用较经济的农副产物为培养基，对于α-半乳糖苷酶酶制剂生产具有较高性价比。目前我国工厂中主要采用的固态发酵模式仍属于较为粗放的平铺或堆积发酵。这种发酵模式节约成本，操作简便，不需要特殊设备就可进行，在中小型工厂中有广泛应用。但目前α-半乳糖甘酶固态发酵生产过程的发酵条件不稳定，往往影响发酵顺利进行，以至导致产品品质不稳定，活力较低，而对发酵条件的监控则需耗费大量人力物力，影响经济效益。因此，探索一种简便易操作、低成本的、使发酵过程稳定进行从而提高酶活力的α-半乳糖甘酶固态发酵生产方法显得尤为重要。

发明内容

本发明提供了一种三段式固态发酵生产α-半乳糖甘酶的方法，通过三段式控制固态发酵生产α-半乳糖甘酶从而提高其酶活力，操作简便，成本低，发酵过程稳定。

一种三段式固态发酵生产α-半乳糖甘酶的方法，包括：

将黑曲霉(Aspergillus niger)接种到灭菌后的固态发酵培养基中，置于无菌环境下进行分段发酵，第一阶段：发酵时间为22-26h，环境温度为26-30℃，环境湿度为60-70％；第二阶段：发酵时间32-40h，环境温度为23-25℃，环境湿度为85-90％；第三阶段：发酵时间为28-62h，环境温度为26-30℃，环境湿度为90-95％；

所述的固态发酵培养基由干基加水搅拌后制成，每100g所述干基由80-85g麸皮、15-20g豆粕、0.005-0.02g五水硫酸铜和0.005-0.02g硫酸锰组成。

所述固态发酵培养基平铺在纱布上，避免直接接触支承物而混入杂菌。

所述的纱布铺在带孔隙的基材上，提供支撑，并加速散热。

所述固态发酵培养基平铺的厚度为2.5-3.0cm。

所述黑曲霉制成种子液后接种到固态发酵培养基中，接种量为8-12ml/100g。

将发酵结束后所得的产物于40-45℃气流下干燥至水分重量含量为10％，粉碎后得α-半乳糖甘酶制剂。

所述干基与水的重量比为2∶3-2∶3.5。

所述的带空隙的基材为竹编筐、塑料筐或金属筐。

本发明将固态发酵生产α-半乳糖甘酶的过程分成条件不同的三个阶段，与采用普通固态发酵法相比，本发明方法生产制得的产物α-半乳糖苷酶活力提高了40％左右，发酵时间缩短20h以上，而且操作简便，成本低，发酵过程稳定。

具体实施方式

培养基

PDA斜面培养基：新鲜马铃薯200g，葡萄糖20g，琼脂20g，蒸馏水1000mL，pH自然；

PDB液体培养基：新鲜马铃薯200g，葡萄糖20g，蒸馏水1000mL，pH自然。

实施例1三段式固态发酵生产α-半乳糖苷酶

(1)孢子悬液制备：将黑曲霉接种在PDA斜面培养基上，于28℃，60％恒温恒湿培养箱中培养144h，直到孢子铺满斜面；以生理盐水制成10⁶-10⁷个/mL的孢子悬液待用；

(2)液体种子制备：将PDB液体培养基经121℃、20min灭菌，冷却至室温；按体积比5％接种量将孢子悬液接入上述冷却后的PDB液体培养基中，于28℃、转速为150rpm的摇床上培养18h，收获液体种子；