一种提高微生物产纤维素酶的酶活的发酵培养基及其应用和产酶方法技术

本发明专利技术涉及微生物技术领域，公开了一种提高微生物产纤维素酶的酶活的发酵培养基及其应用和产酶方法。本发明专利技术所述发酵培养基包括液体培养基和苎麻秸秆；所述液体培养基包括葡萄糖、(NH4)2SO4、尿素、蛋白胨、KH2PO4、CaCl2、MgSO4、FeSO4、MnSO4、ZnSO4、CoCl2、Tween和苎麻浸出液；所述苎麻浸出液由苎麻水煎提取获得。本发明专利技术以苎麻浸出液作为液体培养基的基质，同时优化其中的组分和辅以苎麻秸秆组成新的发酵培养基，用于黑曲霉和木霉发酵产纤维素酶时，能够显著提高纤维素酶的酶活。

A Fermentation Medium for Enzymatic Activity of Cellulase Produced by Microorganisms and Its Application and Enzymatic Production Method

The invention relates to the field of microbial technology, and discloses a fermentation medium for improving the activity of cellulase produced by microorganisms, its application and the method for producing cellulase. The fermentation medium comprises a liquid medium and ramie straw; the liquid medium comprises glucose, (NH4) 2SO4, urea, peptone, KH2PO4, CaCl2, MgSO4, FeSO4, MnSO4, ZnSO4, CoCl2, Tween and ramie extract; the ramie extract is obtained by water decoction of ramie. The method takes ramie extract as the matrix of liquid culture medium, optimizes its components and composes a new fermentation medium supplemented by ramie straw, which can significantly improve the cellulase activity when used for the fermentation of cellulase by Aspergillus Niger and Trichoderma spp.

【技术实现步骤摘要】
一种提高微生物产纤维素酶的酶活的发酵培养基及其应用和产酶方法
本专利技术涉及微生物
，具体涉及一种提高微生物产纤维素酶的酶活的发酵培养基及其应用和产酶方法。
技术介绍
纤维素(Cellulose)是自然界分布最广、含量最丰富的可再生资源，对其进行水解可同时得到含有葡萄糖和木糖等单糖的混合糖，是潜在的重要生物转化原料。目前，这些原料大部分被焚烧，利用率较低(仅有10％左右)，资源严重浪费，且存在环境污染的问题。利用微生物发酵生产的纤维素酶可将纤维素类物质转化为人类急需的食物、能源和化工原料，对于解决人类社会食物短缺、环境污染和能源危机具有重大的现实意义。近年来，随着对纤维素酶研究的深入，越来越多的性质各异的纤维素酶被发现，使得纤维素酶的应用日益广泛。但在纤维素酶的生产中存在着纤维底物的高度复杂、纤维活力较低、生产周期长的缺点，且其生产费用占酶糖化纤维材料总成本的25％～50％，制约了纤维素酶的广泛应用。黑曲霉和木霉因其纤维降解酶产量高、组分全、不产生毒素等特点成为纤维降解酶生产的常用菌种。因此，进一步寻找和研究黑曲霉和木霉产酶工艺，提高酶产量对人类生存环境的改善和可持续发展有着举足轻重的影响。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种提高微生物产纤维素酶的酶活的发酵培养基，使得所述培养基用于产纤维素酶微生物发酵时，能够显著提高纤维素酶的酶活；本专利技术的另外一个目的在于提供上述发酵培养基在微生物发酵产酶中的相关应用，以及采用上述发酵培养基发酵产酶的方法。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种提高微生物产纤维素酶的酶活的发酵培养基，包括液体培养基和苎麻秸秆；所述液体培养基包括葡萄糖、(NH4)2SO4、尿素、蛋白胨、KH2PO4、CaCl2、MgSO4、FeSO4、MnSO4、ZnSO4、CoCl2、Tween和苎麻浸出液；所述苎麻浸出液由苎麻水煎提取获得。针对黑曲霉和木霉发酵时纤维素酶酶活较低的问题，本专利技术通过调整发酵培养基的组分并在发酵过程中添加苎麻成分，可使发酵后所产纤维素酶酶活得到显著提高。其中，作为优选，所述液体培养基为：葡萄糖0.5-2g/L、(NH4)2SO41.1-4.4g/L、尿素0.25-1g/L、蛋白胨0.5-2g/L、KH2PO41-4g/L、CaCl20.15-0.6g/L、MgSO40.04-0.16g/L、FeSO40.0025-0.01g/L、MnSO40.0008-0.0032g/L、ZnSO40.0007-0.0028g/L、CoCl20.00185-0.0074g/L、Tween1-4滴/L，余量苎麻浸出液。在具体实施过程中，可任意选择如下液体培养基：(1)葡萄糖0.5g/L、(NH4)2SO41.1g/L、尿素1g/L、蛋白胨0.5g/L、KH2PO44g/L、CaCl20.15g/L、MgSO40.16g/L、FeSO40.0025g/L、MnSO40.0032g/L、ZnSO40.0007g/L、CoCl20.0074g/L、Tween1滴/L，余量苎麻浸出液；(2)葡萄糖1g/L、(NH4)2SO42.2g/L、尿素0.5g/L、蛋白胨1g/L、KH2PO42g/L、CaCl20.3g/L、MgSO40.08g/L、FeSO40.005g/L、MnSO40.0016g/L、ZnSO40.0014g/L、CoCl20.0037g/L、Tween2滴/L，余量苎麻浸出液；(3)葡萄糖2g/L、(NH4)2SO44.4g/L、尿素0.25g/L、蛋白胨2g/L、KH2PO41g/L、CaCl20.6g/L、MgSO40.04g/L、FeSO40.01g/L、MnSO40.0008g/L、ZnSO40.0028g/L、CoCl20.00185g/L、Tween4滴/L，余量苎麻浸出液；(4)葡萄糖1.5g/L、(NH4)2SO43g/L、尿素0.5g/L、蛋白胨1.5g/L、KH2PO43g/L、CaCl20.2g/L、MgSO40.1g/L、FeSO40.006g/L、MnSO40.0025g/L、ZnSO40.001g/L、CoCl20.0025g/L、Tween3滴/L，余量苎麻浸出液。本专利技术所述苎麻浸出液具体的水煎提取为按照苎麻和沸水60-100g：1L的比例水煎提取，然后离心取上清，获得苎麻浸出液；其中的苎麻和沸水比例可以等比例变换调整。本专利技术所述发酵培养基中的苎麻秸秆在微生物接种液体培养基后6-24h，再加入到液体培养基中使用，使用量为10-60g；在本专利技术具体实施方式中，所述发酵培养基中的苎麻秸秆优选为10-60g，具体可选为30g。本专利技术通过设立多种对照发酵培养基，接种黑曲霉和木霉进行发酵产酶对比试验，结果显示，无论通过CMC酶活检测，还是滤纸酶活检测和β-葡萄糖苷酶活检测，经过本专利技术发酵培养基培养过的黑曲霉和木霉，所生产的的纤维素酶酶活均显著高于各对照发酵培养基。基于此技术效果，本专利技术提出了所述发酵培养基在微生物发酵生产纤维素酶中或在制备微生物发酵生产纤维素酶的培养基产品中的应用。其中，所述微生物优选为黑曲霉和木霉，所述木霉为哈茨木霉和/或里氏木霉。根据应用，本专利技术提供了一种微生物发酵产纤维素酶的方法，将黑曲霉和/或木霉接种至本专利技术所述发酵培养基中的液体培养基发酵培养，接种6-24h后加入苎麻秸秆。其中，优选为接种12h后加入苎麻秸秆；所述发酵培养的温度为25-30℃；在具体实施过程中可以选择为25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃，也可在25-30℃范围内波动；所述木霉为哈茨木霉和/或里氏木霉。由以上技术方案可知，本专利技术以苎麻浸出液作为液体培养基的基质，同时优化其中的组分和辅以苎麻秸秆组成新的发酵培养基，用于黑曲霉和木霉发酵产纤维素酶时，能够显著提高纤维素酶的酶活。具体实施方式本专利技术公开了一种提高微生物产纤维素酶的酶活的发酵培养基及其应用和产酶方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术。本专利技术所述发酵培养基及其应用和产酶方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述发酵培养基及其应用和产酶方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。在黑曲霉或木霉接种发酵培养基之前，一般会先接种至种子培养基活化，制成种子液接种，例如可以采用PDA培养基加葡萄糖作为种子培养基，如下：配置PDA培养基(取去皮马铃薯200g，切成小块，加1000mL水煮沸20min。滤去马铃薯块，并将滤液补足至1000mL。添加葡萄糖20g，溶化后分装，115℃，灭菌30min)，接种黑曲霉或木霉斜面菌种(20-30mm2每块，接种2-3块，150-170r/min，25-30℃摇床上培养1-2天。本专利技术还提供了一种种子培养基，即葡萄糖0.5-2g/L、玉米粉15-60g/L、(NH4)2SO41.1-4.4g/L、尿素0.25-1g/L、蛋白胨0.5-2g/L、KH2PO41-4g/L、CaCl20.15-0.6g/L、MgSO40.04-0.16g/L、FeSO40.0025-0.01g本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高微生物产纤维素酶的酶活的发酵培养基，其特征在于，包括液体培养基和苎麻秸秆；所述液体培养基包括葡萄糖、(NH4)2SO4、尿素、蛋白胨、KH2PO4、CaCl2、MgSO4、FeSO4、MnSO4、ZnSO4、CoCl2、Tween和苎麻浸出液；所述苎麻浸出液由苎麻水煎提取获得。

【技术特征摘要】
1.一种提高微生物产纤维素酶的酶活的发酵培养基，其特征在于，包括液体培养基和苎麻秸秆；所述液体培养基包括葡萄糖、(NH4)2SO4、尿素、蛋白胨、KH2PO4、CaCl2、MgSO4、FeSO4、MnSO4、ZnSO4、CoCl2、Tween和苎麻浸出液；所述苎麻浸出液由苎麻水煎提取获得。2.根据权利要求1所述发酵培养基，其特征在于，所述液体培养基为：葡萄糖0.5-2g/L、(NH4)2SO41.1-4.4g/L、尿素0.25-1g/L、蛋白胨0.5-2g/L、KH2PO41-4g/L、CaCl20.15-0.6g/L、MgSO40.04-0.16g/L、FeSO40.0025-0.01g/L、MnSO40.0008-0.0032g/L、ZnSO40.0007-0.0028g/L、CoCl20.00185-0.0074g/L、Tween1-4滴/L，余量苎麻浸出液。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢纯良，彭源德，朱作华，龚文兵，周映君，严理，胡镇修，
申请(专利权)人：中国农业科学院麻类研究所，
类型：发明
国别省市：湖南,43