一种葡糖淀粉酶的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种葡糖淀粉酶的生产方法，属于微生物发酵工程领域，葡糖淀粉酶的生产过程中采用槐糖补料来补充发酵液中的碳源，其槐糖中三糖的浓度为：总糖47g/100ml

【技术实现步骤摘要】
一种葡糖淀粉酶的生产方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及一种葡糖淀粉酶的工业生产方法。

技术介绍

[0002]葡糖淀粉酶是一种由微生物分泌的具有外切酶活性的胞外酶，该酶能水解淀粉、糊精、糖原等碳水化合物中非还原末端α
‑
1,4糖苷键，释放β
‑
D
‑
葡萄糖。在发酵工业中大量用作淀粉糖化剂，需求量巨大，是最重要的工业酶制剂之一。碳源是菌体进行生长和代谢过程重要的营养元素，也是葡糖淀粉酶分子的主要组成元素，黑曲霉是工业生产葡糖淀粉酶的主要菌种之一。黑曲霉产糖化酶的生产过程中，不同的碳源会导致发酵中生物量大，酶活低现象，不合理的补糖速率往往会导致发酵过程中还原糖、溶氧的波动从而引起代谢异常，菌体提前衰老，高效产酶时间提前结束。所以糖能直接影响微生物的生长和代谢，菌体在不同的生理时期对糖耗的需求也不同。因此，探索出优质的碳源基质及过程合理的控糖标准是提升黑曲霉发酵过程中重要的工作。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种黑曲霉高效产葡糖淀粉酶的生产方法，通过选择合适的碳源，改进过程补料补加时间和补加量，使黑曲霉液态发酵产葡糖淀粉酶的产量明显提高。
[0004]本专利技术采取的技术方案是，
[0005]一种葡糖淀粉酶的生产方法，其特征在于，葡糖淀粉酶的生产过程中采用槐糖补料来补充发酵液中的碳源，其槐糖中三糖的浓度为：总糖 47g/100ml
‑
65g/100ml；还原糖40g/100ml
‑
55g/100ml；葡萄糖38g/100ml
‑
50 g/100ml。
[0006]优选地，采用槐糖补料过程中，控制发酵液中的还原糖浓度0.7
‑
1.2g/100ml，槐糖的补料速率控制在3.5g/L/h
‑
7.0g/L/h。
[0007]进一步优选地，葡糖淀粉酶的生产过程中，控制溶氧不低于20％。
[0008]更进一步优选地，槐糖补料过程具体操作为：待葡糖淀粉酶发酵培养基中糊精耗尽开始启补糖(槐糖)速率2.0g/L/h，在启补糖后的10
‑
15h内提高补糖速率至7.0g/L/h，此速率根据体积每12h调整一次，过程发酵液中还原糖浓度稳定在0.7
‑
1.2g/100ml，90
‑
120h后发酵液中还原糖的含量高于1.2g/100ml或溶氧低于20％，则梯度减糖至3.5g/L/h，维持发酵液中的还原糖浓度0.7
‑
1.2g/100ml。发酵90h
‑
120h前维持补糖速率至7.0g/L/h快速提高菌体的产酶活力，90
‑
120h 后根据溶氧和发酵液中还原糖的含量高于1.2g/100ml则梯度减糖至3.5g/L/h，稳定菌体的代谢环境，并降低菌体代谢中的糖阻遏效应。
[0009]进一步优选地，所述方法包括以下培养基：
[0010]活化培养基：为每1L水中含糊精220
‑
330g、玉米浆20
‑
40g、硫酸铵20
‑
40g、 pH4.0
‑
4.5；
[0011]种子培养基：为1L水中含糊精190
‑
330g、玉米浆20
‑
40g、硫酸铵20
‑
40g、 pH4.5
‑
5.0；
[0012]二级种子培养基：为1L水中含糊精170
‑
360g、玉米浆20
‑
40g、硫酸铵20
‑
40g、 pH4.5
‑
5.0；
[0013]葡糖淀粉酶发酵培养基：为1L水中含糊精130
‑
300g、玉米浆40
‑
70g、硫酸铵20
‑
40g、豆粕粉5g
‑
20g、pH4.5
‑
5.0；
[0014]补料为总糖47g/100ml
‑
65g/100ml；还原糖40g/100ml
‑
55g/100ml；葡萄糖 38g/100ml
‑
50g/100ml的自配槐糖补料。
[0015]更进一步优选地，所述方法具体包括以下步骤：
[0016]①
菌种活化：将葡糖淀粉酶生产菌的菌落接于活化培养基中，培养2.5
‑
3.5d，得到活化培养液；
[0017]②
种子一级培养：将步骤
①
所得活化培养液500ml
‑
800ml接入100L种子培养基，培养50h
‑
80h，得到种子培养液；
[0018]③
种子二级培养：将步骤
②
所得种子培养液扩大至1500L二级种子培养基，培养30h
‑
45h得到二级种子液；；
[0019]④
葡糖淀粉酶发酵培养：将步骤
③
所得二级种子液接于10m3葡糖淀粉酶发酵培养基中，培养140h
‑
170h。
[0020]进一步优选地，葡糖淀粉酶生产菌为黑曲霉。葡糖淀粉酶的菌体对糖的需求比较大，为延长葡糖淀粉酶的生长活跃期，补料的选择及过程糖耗的控制对其生长就很重要。所以选择浓缩后的槐糖，结合罐上代谢指标合理控制补糖速率以达到菌体产酶的最大化。在代谢过程中，菌体培养至90
‑
120h会出现明显的生长拐点，90
‑
120h前产酶高峰期，需给予足够的溶氧和补料，保证菌体的活力。90
‑
120h 后即菌体开始快速衰老，代谢过程中残糖积累，溶氧下降，酶活增幅减小。为延长其菌体的生长周期，需及时降低补料和稳定溶氧。
[0021]本专利技术具有以下效果：
[0022]1、本专利技术采用了多级放大生产，达到发酵产值的最高，通过对碳源基质和过程补料工艺的优化，葡糖淀粉酶放大生产的酶活可达到60000IU/ml。
[0023]2、通过筛选不同类别的碳源，实验得出槐糖更有利于黑曲霉产葡糖淀粉酶，能更好的促进前期菌体的生长和菌体快速进入代谢产酶期，明显提高过程酶活的增幅。可能是槐糖中三糖(总糖，还原糖，葡萄糖)的比例对菌体过程产酶有促进作用，槐糖中还原糖的比例可以诱导菌体产葡糖淀粉酶，其中大量的葡萄糖也能保证菌体的生长代谢。
[0024]3、本专利技术选择适应菌体生长的补料成份，优化过程补料的精细控制，过程糖耗的控制与代谢参数的协同，过程糖耗的控制速率与还原糖的变化为参照值，稳定发酵液中的还原糖浓度，即控制菌体的最高代谢速率。发酵90h
‑
120h前提高补糖速率至7.0g/L*h快速提高菌体的产酶活力，90h
‑
120h后根据溶氧和发酵液中还原糖的含量适量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种葡糖淀粉酶的生产方法，其特征在于，葡糖淀粉酶的生产过程中采用槐糖补料来补充发酵液中的碳源，其槐糖中三糖的浓度为：总糖47g/100ml
‑
65g/100ml；还原糖40g/100ml
‑
55 g/100ml；葡萄糖38g/100ml
‑
50 g/100ml。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：采用槐糖补料过程中，控制发酵液中的还原糖浓度0.7
‑
1.2g/100ml，槐糖的补料速率控制在3.5g/L/h
‑
7.0 g/L/h。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：葡糖淀粉酶的生产过程中，控制溶氧不低于20%。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：槐糖补料过程具体操作为：待葡糖淀粉酶发酵培养基中糊精耗尽开始启补糖（槐糖）速率2.0 g/L/h，在启补糖后的10
‑
15h内提高补糖速率至7.0g/L/h，90
‑
120h后发酵液中还原糖的含量高于1.2g/100ml或溶氧低于20%，则梯度减糖至3.5g/L/h，维持发酵液中的还原糖浓度0.7
‑
1.2g/100ml。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法具体包括以下步骤：
①
菌种活化：将葡糖淀粉酶生产菌的菌落接于活化培养基中，培养2.5
‑
3.5d，得到活化培养液；
②
种子一级培养：将步骤
①
所得活化培养液500ml
‑
800ml接入100L种子培养基，培养50h
‑
80h，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯玉枚，马良，向斌，曾佳，
申请(专利权)人：宜昌东阳光生化制药有限公司，
类型：发明
国别省市：