[发明专利]一种提高绿色木霉产纤维素酶酶活的方法

说明书

本发明公开了一种提高绿色木霉产纤维素酶酶活的方法。本发明通过在绿色木霉种子培养基中添加一定浓度的Al₂O₃微粒，使发酵液中绿色木霉菌球直径明显变小，从而显著的提高了纤维素酶的酶活。本发明通过控制发酵液中菌球直径来提高绿色木霉产纤维素酶酶活的方法简单易行，使用范围广，可用于工业化纤维素酶的发酵生产，为纤维素酶的商业化生产提供新的视角。

技术领域

本发明涉及生物过程工程控制领域，具体涉及纤维素酶发酵过程中在种子瓶培养时通过添加Al₂O₃微粒控制菌球直径来提高纤维素酶酶活的方法。

背景技术

纤维素酶是一种重要的商业用酶，广泛的应用于食品、饲料、纺织、淀粉处理、造纸业、乙醇发酵和酿酒业等工业领域。由于燃料乙醇行业的迅速发展，推动了纤维素酶行业的高速发展，但是由于纤维素酶生产存在着生产成本高、酶产量低等缺点，严重制约了相关行业的发展。因此，许多研究者致力于降低纤维素酶生产成本、提高酶产量的研究。

由于纤维素酶的主要生产者为丝状真菌，而丝状真菌在生产过程中形态复杂，不仅在发酵罐的不同部位生长的不尽相同，而且在不同培养基和生理条件下也是形态各异。丝状真菌的菌丝形态在液体发酵中主要呈现为分散的菌丝状和缠绕致密的菌球状。而发酵中不同的菌丝形态对代谢产物的分泌合成有着强烈的影响，因为不同的菌丝形态在发酵过程中影响着发酵的传质(主要为氧传质和营养传质)。所以分散的菌丝或较小直径的菌球比大直径菌球能够更好的为发酵生产提供传质。但是分散的菌丝增加了发酵液的粘稠度，也不利于发酵过程的进行。

通常来说，丝状真菌的形态可以分为分散菌丝(Dispersed mycelia)、聚集成簇(Clumps)和成团结球(Dense pellets)三类。丝状真菌的液体培养往往伴随着高度非牛顿特性以及菌体形态的变化，其每一种代谢产物都对应于其特定的形态，而这种菌体形态的变化是较难检测及控制的，尤其是对于某一特定代谢产物的最优生产形态，并且其变化会伴随着发酵液流变特性、传质特性及混合特性的变化。目前有文献报道的影响菌体形态的因素包括接种量、接种方式、培养基组分、溶氧水平、环境pH、温度、搅拌转速、发酵罐规模、发酵罐形式、搅拌形式与功率输入等，但这些因素都只是在菌丝形态形成后有略微的影响，并不能从根本上改变以及控制菌丝形态。

发明内容

本发明的第一个目的是提供Al₂O₃微粒的新用途。

本发明提供了Al₂O₃微粒在如下(1)-(6)中任一种中的应用：

(1)调控绿色木霉生产的纤维素酶的酶活；

(2)制备调控绿色木霉生产的纤维素酶的酶活的产品；

(3)绿色木霉生产纤维素酶；

(4)制备绿色木霉生产纤维素酶的产品；

(5)调控绿色木霉的菌球形态；

(6)制备调控绿色木霉的菌球形态的产品。

上述应用中，所述纤维素酶的酶活为滤纸酶活和/或内切葡聚糖苷酶酶活。所述酶活力单位定义如下：以每毫升酶液在每分钟内水解反应体系中的底物生成每微克葡萄糖的酶量定义为1个酶活单位(U)。

上述应用中，所述菌球形态为菌球直径。所述调控绿色木霉生产的纤维素酶的酶活是通过调控绿色木霉菌球直径来实现的。

本发明的第二个目的是提供一种绿色木霉生产纤维素酶的方法。

本发明提供的绿色木霉生产纤维素酶的方法包括如下步骤：

(1)将绿色木霉接种于种子培养基中进行种子培养，得到种子液；