一种木聚糖酶的制备方法技术

本发明专利技术属于发酵技术领域，提出了一种木聚糖酶的制备方法，将生产木聚糖酶的种子液按照6

【技术实现步骤摘要】
一种木聚糖酶的制备方法


[0001]本专利技术属于发酵
，涉及一种木聚糖酶的制备方法。

技术介绍

[0002]木聚糖是植物细胞壁半纤维素的主要成分，是自然界中第二大含量丰富的可再生资源。木聚糖酶(xylanase)是指可将木聚糖降解成低聚糖和木糖的一组酶的总称，主要包括外切β
‑
1,4
‑
木聚糖酶、内切β
‑
1,4
‑
木聚糖酶和β
‑
木聚糖酶。它可以将饲料中的非淀粉多糖(NSPS)分解成较小聚合度的低聚木糖，从而改善饲料性能，消除或降低非淀粉多糖在动物肠胃中因粘度较大而引起的抗营养作用；同时它可以破坏植物细胞壁的结构，提高内源性消化酶的活性，提高饲料养分的利用表观代谢能(AME)；另外还可以减少微生物的定植、维持肠道正常结构，取得了良好的社会效益和经济效益。
[0003]目前饲用酶制剂的生产主要有液态和固态发酵方式。固态发酵是高效生产酶制剂的方法之一，存在着很多优点。然而，目前在木聚糖酶生产成本中培养基的成本占总成本的30％～40％，目前的固态发酵木聚糖酶的研究只侧重酶活的提高，而没有涉及木聚糖酶的实际应用效果。另外，喷雾干燥温度难于控制也会影响产品品质。因此，如何开发利用廉价的培养基成分(特别是碳源)降低木聚糖酶生产成本，提高酶的产率和酶活，并改进喷雾干燥系统确保生产出高酶活的酶制剂产品。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出一种木聚糖酶的制备方法，解决了现有技术中生物发酵生产木聚糖酶存在的酶产率低、酶活低、生产成本高的问题。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：一种木聚糖酶的制备方法，包括如下步骤：
[0006](1)制备发酵液
[0007]将生产木聚糖酶种子液按照6
‑
8％的接种量接种至发酵培养基中在发酵罐中进行发酵培养，培养温度28
‑
30℃，培养140
‑
160h，补料培养，得到发酵液；
[0008](2)制备粗酶液
[0009]将发酵液中菌丝体进行过滤、超滤浓缩除盐，得到粗酶液；
[0010](3)稳定化干燥
[0011]粗酶液经添加载体稳定化处理形成喷雾料浆后进行喷雾干燥得到木聚糖酶固体酶制剂。
[0012]优选地，所述步骤(1)中，所述发酵培养工艺控制参数为：培养温度30℃、罐压0.05MPa、PH值4.5
‑
5.0、转速140
‑
150rpm、通风比1.0:1、溶氧控制20％、补料量50％、培养周期156h。
[0013]优选地，所述步骤(1)中，所述发酵培养还包括流加含生物素的氨水和甲醇进行诱导培养产生木聚糖酶，更优选为，流加含5X10
‑4g/l生物素的氨水，所述氨水用量占总发酵液8％左右。
[0014]优选地，所述步骤(1)中，按质量百分比计，所述发酵培养基包括：葡萄糖25
‑
35份，蛋白胨5
‑
10份，磷酸二氢钾1
‑
2份，七水合硫酸镁0.5
‑
1份，氯化钾0.5
‑
1份，水900
‑
1000份。
[0015]优选地，所述步骤(1)中，所述补料包括：甲醇、加有生物素的氨水，补料的诱导剂甲醇加入量为发酵培养基的50％质量百分数，所述氨水用量占总发酵液8％左右。
[0016]优选地，所述步骤(1)中，所述种子液的制备方法包括：将生产木聚糖酶的摇瓶种子接种到一级种子培养基上进行一级种子培养，pH控制4.5
‑
5.0，获得一级种子，然后将一级种子接种到二级种子培养基进行二级种子培养，pH控制4.5
‑
5.0；种子经过两级扩培，湿重达到70克/升后形成所述种子液。
[0017]优选地，所述一级种子培养条件为：温度30℃、罐压0.05MPa、PH值4.5
‑
5.0、转速300rpm、通风比1.5:1、接种量1％、培养周期24h。
[0018]优选地，所述二级种子培养条件为：温度30℃、罐压0.05MPa、PH值4.5
‑
5.0、转速200rpm、通风比1.5:1、接种量10％、培养周期16h。
[0019]优选地，按质量份数计，所述一级种子培养基组分包括：甘油2％、蛋白胨2％、酵母粉1％，余量为水。
[0020]优选地，按质量份数计，所述二级种子培养基的组分包括：葡萄糖25
‑
35份，蛋白胨5
‑
10份，磷酸二氢钾1
‑
2份，七水合硫酸镁0.5
‑
1份，氯化钾0.5
‑
1份，水900
‑
1000份。
[0021]优选地，所述步骤(2)中，所述过滤为板框压滤机过滤，进料压力0.2
‑
0.4MPa,过滤速度20L/m2h,菌渣水分55
‑
65％(wt％)。
[0022]优选地，所述步骤(3)中，所述稳定化处理为粗酶液进入配料罐，向粗酶液中加入包含酶保护剂的辅助料，按喷雾料浆质量百分比计，所述辅助料包括：玉米淀粉10
‑
15％、微晶纤维素2
‑
4％、保护剂0.5
‑
2％、载体1
‑
3％。
[0023]优选地，所述保护剂为糊精、多元醇中的一种或多种，所述载体为食盐或硫酸钠中的一种或多种。
[0024]优选地，所述喷雾干燥在酶制剂恒温喷雾干燥系统中进行，所述酶制剂恒温喷雾干燥系统包括料浆喷雾干燥塔和控制器；所述料浆喷雾干燥塔在顶端的进风口接收热风并用于对喷雾料浆进行干燥；所述控制器通过设置于所述料浆喷雾干燥塔顶端内壁上温度传感器采集的实时温度生成调节指令调节所述热风的温度和/或风量以使所述料浆喷雾干燥塔内保持温度相对恒定。
[0025]优选的，所述控制器根据所述温度传感器采集的实时温度，并结合所述进风温度上次及历史调节指令，确定下次调节指令调整的方向和幅度。
[0026]优选的，所述控制器包括恒温决策算法：
[0027]1)温度传感器采集实时温度，控制器接收并对温度数据进行诊断，去除无效数据；
[0028]2)控制器通过最优化自回归数据处理算法获取对下次热风温度设定值的估计，消除对延时带来的误差的影响；其模型为：T
a
＝T
k
+(ΔT
k
‑1+ΔT
k
‑2)/2；其中，T
a
为下次温度调节设定值，T
k
为当前温度值，ΔT
k
‑1和ΔT
k
‑2分别为历史上最近两次温度设定值调节幅度变化矢量值，其计算公式为下次设定温度值减去上次设定温度值，对温度设定值进行修正。
[0029]本专利技术的工作原理及有益效果为：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种木聚糖酶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备发酵液将生产木聚糖酶种子液按照6
‑
8％的接种量接种至发酵培养基中在发酵罐中进行发酵培养，培养温度28
‑
30℃，培养140
‑
160h，补料培养，得到发酵液；(2)制备粗酶液将发酵液中菌丝体进行过滤、超滤浓缩除盐，得到粗酶液；(3)稳定化干燥粗酶液经添加载体稳定化处理形成喷雾料浆后进行喷雾干燥得到木聚糖酶固体酶制剂。2.根据权利要求1所述的一种木聚糖酶的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述发酵培养工艺控制参数为：培养温度30℃、罐压0.05MPa、PH值4.5
‑
5.0、转速140
‑
150rpm、通风比1.0:1、溶氧控制20％、补料量50％、培养周期156h。3.根据权利要求1所述的一种木聚糖酶的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述发酵培养还包括流加含生物素的氨水或者甲醇进行诱导培养产生木聚糖酶。4.根据权利要求1所述的一种木聚糖酶的制备方法，其特征在于，所述发酵培养基包括：葡萄糖25
‑
35份，蛋白胨5
‑
10份，磷酸二氢钾1
‑
2份，七水合硫酸镁0.5
‑
1份，氯化钾0.5
‑
1份，水900
‑
1000份。5.根据权利要求1所述的一种木聚糖酶的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述种子液的制备方法包括：将生产木聚糖酶的摇瓶种子接种到一级种子培养基上进行一级种子培养获得一级种子，pH控制4.5
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5.0，然后将一级种子接种到二级种子培养基进行二级种子培养，pH控制4.5
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5.0；种子经过两级扩培，湿重达到70克/升后形成所述种子液。6.根据权利要求5所述的一种木聚糖酶的制备方法，其特征在于，所述一级种子培养条件为：温度30℃、罐压0.05MPa、PH值4.5
‑
5.0、转速300rpm、通风比1.5:1、接种量1％、培养周期24...

【专利技术属性】
技术研发人员：程礼海，汪东武，朱报常，颜学锋，贺翠荣，
申请(专利权)人：内蒙古溢多利生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：