制备降解木质纤维素的酶的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备降解木质纤维素的酶的方法。该方法包括如下步骤：用培养基Ⅰ培养经过处理的秸秆，得到培养物Ⅰ，从所述培养物Ⅰ中得到降解木质纤维素的酶；所述培养基Ⅰ的组成为：每升所述培养基Ⅰ中含有蛋白胨４－６ｇ，酵母提取物０．８－１．２ｇ，ＮａＣｌ　４－６ｇ，Ｋ↓［２］ＨＰＯ↓［４］０．８－１．２ｇ，ＭｇＳＯ↓［４］７　Ｈ↓［２］Ｏ０．３０－０．４０ｇ，ＣａＣＯ↓［３］２．５－３．５ｇ，秸秆０．１－０．２ｇ，溶剂为水。实验证明，本发明专利技术方法制得的酶的活性高，纯度高，分解天然木质纤维素的效率高，糖耗少，能将纤维素有效的转化为糖，副产物少，实现了能源再生；同时该方法还具有成本低廉、操作简单的特点。因此，本发明专利技术方法在降解纤维素方面具有重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
木质纤维素由木质素、半纤维素和纤维素组成，是潜在的可再生资源,可以被 降解产生二糖或单糖。单糖本身就是一种能源物质，其还可以被加工成醇等其它能源物质。木质纤维素是世界上最丰富的天然有机物，占植物界碳含量的50°/。以上， 其来源广泛，如棉花、木材、麻、麦秆、稻草、甘蔗渣等都是纤维素的丰富来源。 在当今能源紧迫的形势下，降解木质素既能产生能源物质，又能变废为宝，是个一 举双得的事情。近年来，木质纤维素降解己成为研究的热点。降解木质纤维素的方法有水解、 氧化、生物分解等。对于木质纤维素的生物分解，以往的研究多集中在纯化菌或酶 的分离。但在人工培养条件下，依靠纯培养微生物、酶等难以直接分解天然木质纤 维素。目前生产中木质纤维素的降解效率还不高，远没有达到生产需求，因此需要 寻找一种高效降解木质纤维素的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种。本专利技术所提供的，包括如下步骤用培养基I 培养经过处理的秸秆，得到培养物I ，从所述培养物I中得到降解木质纤维素的酶; 所述培养基I的组成为每升所述培养基I中含有蛋白胨4-6g，酵母提取物 0. 8-1.2g， NaCl 4-6g， K2HP040 . 8-1. 2g， MgS047 H200. 30-0. 40g， CaC032 . 5- 3 . 5g， 秸秆O. 1-0.2g，溶剂为水。所述培养基I优选为每升所述培养基I中含有所述蛋白胨5g，所述酵母提取 物lg，所述NaCl 5g，所述K2HP04lg，所述MgS04 7H20 0, 35g，所述CaC033g，所 述秸秆O. 15g，溶剂为水。所述培养的条件包括温度为28-32'C、好氧、pH值为6.8-7.2;所述温度优 选为3(TC，所述pH值优选为7.0。所述培养的条件还可包括振荡；所述振荡的速度为120-180rpm/min，旋转半径为13mm;所述振荡的速度优选为150 rpm/min。所述方法中，所述从培养物I中得到降解木质纤维素的酶的方法可包括如下步骤将所述培养物i接种于培养基n中进行再次培养，得到培养物n，从培养物n 中得到降解木质纤维素的酶；所述培养基n的组成为每升所述培养基n中含有胰蛋白胨8-12g，牛肉膏8-12g，酵母粉2.5-3.5g， NaCl 4-6g，半胱氨酸盐酸盐 0.45-0.55g，醋酸钠2. 5-3. 5g ， CaC03 2. 5-3. 5g，秸秆9-12g，溶剂为水。所述培养基n优选为每升所述培养基n中含有所述胰蛋白胨io.og，所述牛肉膏10.0g，所述酵母粉3g，所述NaCl 5.0g，所述半胱氨酸盐酸盐0. 5g，所述醋 酸钠3.0g，所述CaC03 3.0g，所述秸秆10. 5g,溶剂为水。所述再次培养的条件可为温度为33-35°C、好氧、pH值为7. 0-7. 4、培养 时间为40-56小时；所述温度优选为34i:，所述pH值优选为7.2;所述培养时间 优选为48小时。其中，所述处理的方法为将所述秸秆堆成垛，在温度为-2(TC至2(TC、相对湿 度为20-30%的条件下放置至秸秆腐烂。所述秸秆具体可为稻草、麦秸、玉米秆、高梁秆、花生藤、红薯藤、大豆秆、 酒糟、甘蔗渣、甜菜渣等。由上述任一所述方法制得的降解木质纤维素的酶也属于本专利技术的保护范围。本 专利技术方法中是以秸秆等为原料制备得到酶的，由生物本身产酶特点(即同一种生物 会产生多种酶)决定，本方法制得的酶应该是一种复合酶系。实验证明，本专利技术方法制得的酶的活性高，纯度高，分解木质纤维素的效率高， 糖耗少，能将纤维素有效的转化为糖，副产物少，实现了能源再生，突破了以往方 法无法分解天然纤维素的局限；同时该方法还具有成本低廉、操作简单的特点。因 此，本专利技术方法在降解纤维素方面具有重要的应用价值。 具体实施例方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。 木质纤维素由木质素、半纤维素和纤维素组成。蛋白胨购自北京化学试剂公司，产品目录号为10014938;酵母提取物购自北京 化学试剂公司，产品目录号为69024894;胰蛋白胨购自北京奥博星生物技术有限责 任公司，产品目录号为01-002;牛肉膏购自北京奥博星生物技术有限责任公司，产品目录号为01-009;酵母粉购自北京化学试剂公司，产品目录号为69024994;实施例1、降解木质纤维素的酶的制备将秸秆进行如下处理将水稻秸秆堆积成垛，然后在一2(TC至+ 2(TC温度、相 对湿度为20-30%条件下放置3年以上，直至垛底部的秸秆腐烂；取腐烂的秸秆作为 样品来制备酶。1、 初步培养取上述腐烂的秸秆5.0 g，将其接种到盛有150 ml培养基I和 l个l era X 6 cm滤纸条的500 ral三角瓶中，在如下条件下进行培养温度为30 。C、好氧、pH值为7. 0、以150rpm/min的速度振荡，旋转半径为13mm;当滤纸条 颜色变为黄色时即滤纸条被降解时，将三角瓶中的培养物以5%的体积比接种到盛有 150 ml培养基I和1个1 cm X 6 cm滤纸条的500 ml三角瓶中，在温度为30°C、 好氧、pH值为7.0、以150 rpra/min的速度振荡的条件下培养，旋转半径为13mm， 当滤纸条颜色变为黄色时即滤纸条被降解时，将培养物以5%的体积比接种到盛有 150 ml培养基I和1个1 cm X 6 cm滤纸条的500 ml三角瓶中，在相同条件下培 养；如此传代培养；期间对每代中培养物对秸秆的分解率和培养物降解木质纤维素的酶比活进行 测定，测定方法如下培养物对秸秆的分解率的测量方法分别称量分解前和分解后的秸秆重量，按 照下述公式计算得到分解率分解率=(分解前的秸秆重量-分解后的秸秆重量)/ 分解前的秸秆重量。培养物降解木质纤维素的酶比活的测定方法培养物经0. 22Mffl滤膜过滤作为 粗酶液，用于测定酶活。酶活定义为lmin内产生ly g葡萄糖所需要的还原能力 为一个单位(U)。以(IUPAC)推荐测定酶活的方法测定，分别以2%微晶纤维素 粉末Avicel (Merck Germany) 、 15. OmM纤维二糖、50mg Whatman No. 1滤纸为底 物，测定内切酶、外切酶、e-糖苷酶和总纤维素酶活性，用柠檬酸钾钠缓冲液稀 释酶液，于50° C反应30min-120min，加3. OmlDNS，剧烈煮沸5. Omin用于比色。 测定仪器为Varian公司CARY100Bio型紫外分光光度计540 nm波长下比色，采用 水杨酸DNS显色。以不同浓度的葡萄糖作标准曲线。当培养物对秸秆的分解率大于等于60%、培养物降解木质纤维素的酶比活大于 等于400U/ml时，取此代的培养物进行如下再次培养。2、 再次培养取步骤l中分解率为70%、酶比活为600U/ml的培养物，将其以5%的体积比接种于培养基(1)，在34"、好氧、静止、pH值为7.2的条件下 培养5d，得到培养液I;再将培养液I以5%的体积比接种到培养基11， 34°C、好 氧、静止、pH值为7.2的条件下培养48小时，得到培养液II;培养基(1)的组成为每升培养基中含有蛋白胨5g本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备降解木质纤维素的酶的方法，包括如下步骤：用培养基Ⅰ培养经过处理的秸秆，得到培养物Ⅰ，从所述培养物Ⅰ中得到降解木质纤维素的酶；所述培养基Ⅰ的组成为：每升所述培养基Ⅰ中含有蛋白胨４－６ｇ，酵母提取物０．８－１．２ｇ，ＮａＣｌ　４－６ｇ，Ｋ↓［２］ＨＰＯ↓［４］０．８－１．２ｇ，ＭｇＳＯ↓［４］.７Ｈ↓［２］Ｏ　０．３０－０．４０ｇ，ＣａＣＯ↓［３］２．５－３．５ｇ，秸秆０．１－０．２ｇ，溶剂为水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔宗均，王小芬，郭鹏，王小娟，王慧，曹燕篆，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]