[发明专利]一种纤维素酶的液态发酵生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及纤维素酶发酵领域，特别涉及一种纤维素酶的液态发酵生产方法。

背景技术

纤维素是地球上十分丰富的可再生资源，它占植物干重的35-50％。利用纤维素酶将纤维素降解为低聚糖、双糖或单糖，从而进一步生产其他生物基产品，例如单细胞蛋白、酒精等，对于解决目前面临的能源危机、粮食短缺、环境污染等问题具有十分重要的意义。纤维素酶是一种由三种组分组成的混合酶系，包括葡聚糖内切酶(C1酶)、葡聚糖外切酶(Cx酶)、β-葡萄糖苷酶(BG酶)。目前，纤维素酶的应用已经扩展到医药、遗传、纺织、日用化工、造纸、环境、食品发酵、饲料、工业洗涤、石油开采、资源再生、废水处理、农业、生物能源等各个领域，尤其是在生物能源方面的应用，前景十分广阔。

纤维素酶是使纤维素降解生成葡萄糖的一组酶的总称，主要包括内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶。纤维素酶的三个组分经过协同作用，将大分子的纤维素降解为低分子量的寡糖、双糖或多糖。纤维素酶广泛的应用于食品加工业、酿造业、造纸工业、饲料添加剂、纺织工业、医药领域、植物细胞融合等方面。纤维素酶的产生菌包括细菌、真菌、酵母菌等，但目前主要用于纤维素酶生产的菌种主要为丝状真菌。丝状真菌产生的纤维素酶酶系较全，且其产生的酶多为胞外酶，便于后期的分离提取。

目前，纤维素酶的生产方法一般是固态发酵和液态发酵。固态发酵成本低，但易污染杂菌，不易提取，难以进行大规模工业化生产。而液态发酵，属于密闭式发酵，发酵过程中不易污染，且发酵条件易控制，后期分离提取酶液简便，因此便于大规模生产。生产高活性的纤维素酶不仅高产菌株是一个关键因素，优良的发酵工艺路线，包括培养基、发酵时间、发酵温度等也是关键所在。

发明内容

本发明目的在于提供一种纤维素酶的液态发酵生产方法。本发明采用二次发酵酶液的方法优化了纤维素酶发酵工艺路线，缩短了在相同发酵时间内比现有发酵工艺获得相同酶活力的发酵时间，使得酶制剂产品质量提高、生产成本降低，更利于实现工业化生产。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种纤维素酶的液态发酵生产方法，其特征在于，包括一次发酵过程和二次发酵过程，

其中，所述一次发酵过程为：(1)向一次发酵培养基中加入纤维素酶产生菌A进行一次发酵，所述一次发酵培养基以纤维素为底物，当一次发酵液的滤纸酶活为10-20IU/ml时停止发酵，得到一次发酵液，(2)除去一次发酵液中的纤维素酶产生菌A的菌丝残片以及孢子，得到一次酶液；

所述二次发酵过程为：(1)分别向二次发酵的二次发酵培养基中加入一次酶液和纤维素酶产生菌B，从而构成发酵体系，其中，一次酶液的添加量为使所述发酵体系中滤纸酶活为0.03～1IU/ml，(2)在所述发酵体系中进行发酵，以生产纤维素酶。

优选的是，所述纤维素酶产生菌A与所述纤维素酶产生菌B为同一种的菌种。

优选的是，所述纤维素酶产生菌A与所述纤维素酶产生菌B为不同种的菌种。

优选的是，所述纤维素酶产生菌A为桧状青霉，所述纤维素酶产生菌B为里氏木霉。

优选的是，所述纤维素酶产生菌B为里氏木霉。

优选的是，所述纤维素酶产生菌B为里氏木霉Rut C30。

优选的是，所述二次发酵过程中所述一次酶液的添加量为使所述发酵体系中滤纸酶活为0.5～0.7IU/ml。

优选的是，所述一次发酵过程中的步骤(2)中，将一次发酵液在800～1200rpm下离心4～6min后，再用0.22～0.8μm的滤膜过滤，得到所述一次酶液。

优选的是，所述一次发酵过程中的步骤(2)中，将一次发酵液在800～1200rpm下离心4～6min后，再用0.45μm的滤膜过滤后，得到所述一次酶液。

优选的是，所述一次发酵过程中的步骤(1)中，将经纤维素酶产生菌A培养获得的种子液与一次发酵培养基按照体积比为1∶20～1∶100进行接种，在22～28℃条件下发酵72～132h。