一种发酵制备除臭酶制剂的方法技术

本发明专利技术公开了一种发酵制备除臭酶制剂的方法，属于生物技术与生物工程领域。本发明专利技术选用链霉菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ　ｓｐ．）ＤＳ－０２１为除臭酶制剂的生产菌种，采用发酵方法生产用于去除环境恶臭物质的酶制剂。制备过程包括液体种子制备、发酵液制备、发酵液预处理、产物提取与精制、成品加工，制备的高效除臭酶制剂可广泛地应用于安全去除环境中的恶臭物质。本发明专利技术发酵制备除臭酶制剂的方法，工艺简单，且具有能大量生产，收率高（收率≥９６％）和纯度高（纯度≥９０％）的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，具体是涉及釆用系统的微生物技术通过 链霉菌(&"/7tom);c" w.)DS-021发酵制备除臭酶制剂的方法，属于生物技术与生物工程领域。
技术介绍
以硫化物为主导的恶臭污染成分，广泛地存在于污水处理厂、垃圾转运站、化工厂、 养殖场、公共厕所及生活污水等中。这类物质进入大气对人类形成严重的嗅觉污染，可使 人和动物损伤神经、削弱食欲、增强健忘、阻滞血液循环，而且还严重地威胁着生命；有 些还会随废水、废物进入水体，使水质变成恶臭，直接影响了水生生物的生存，破坏了生 态循环。硫化物产生的恶臭在城市环境中形成了典型的社会公害。我国人口密度大，工业 发展速度迅速，对环境治理与保护的措施与快速的工农业化和城市化发展不相协调，环境 中的恶臭污染问题愈加严重。目前恶臭物质去除处理常用的方法可以分为三类物理法、化学法与生物法。这些方 法在不同程度上都存在着去除效率低、操作复杂、占地面积大、能耗高、使用不方便等方 面的不足。除臭酶是一类具有催化恶臭硫化物降解的生物活性大分子。专利技术人曾在浓香型曲酒发 酵池窖泥中分离出能产生除臭酶的兼性自养型链霉菌DS-021 (食品与发酵工业，2001， 27 (11)， 17-20)。该菌株属于放线菌目链霉菌科链霉菌属，具有利用硫及硫化物自养生活和 利用有机物进行异养的能力，培养产生的除臭酶液对曲酒发酵池窖泥中的致臭硫化物具有 明显的去除效果。现有培养方法如2001年的文章所示，其没有做成制剂，且工艺不完善， 用于大量生产也非常困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单，且能大量生产，可生物降 解的由微生物规模化发酵制备除臭酶制剂的方法。本专利技术选用链霉菌(&r印to/^ces w.)DS-021为除臭酶制剂的生产菌种，采用发酵方法 生产用于去除环境恶臭物质的酶制剂。制备过程包括液体种子制备、发酵液制备、发酵液 预处理、产物提取与精制和成品加工。本专利技术的技术方案为 ，包括以下步骤1) 液体种子制备种子培养基的水溶液组成为(g/L):淀粉10-30; (NH4)2HP04 3-10;K2HPO4 0.4-1.5; MgS04 0.3-1.2; CaCl2 0.2-1.2;玉米浆0.2-2.0。制备方法将水和按上述浓度称取的以上各种原料加入配料容器中，搅拌加热至各成 分溶解，用NaOH溶液调pH值至7.0-7.4,装入种子罐，在蒸汽压力1 Kg/cm2条件下灭菌 30min，降温使培养基冷却至25-33'C，得灭菌种子培养基备用；液体种子制备每100L灭菌种子培养基接种种龄5天的茄子瓶链霉菌DS-021孢子悬 液l瓶(50ml)进行搅拌培养，培养温度为25-35'C,无菌空气通风比1: 0.15-0.55(V/V), 搅拌转速为150-350r/min，培养28-42h，得液体种子备用；2) 发酵液制备发酵培养基的水溶液组成(g/L):玉米粉15-40; (NH4)2HP04 5-15;K2HP04 0.3-1.2; MgS04 0.2-1.0; CaCl2 0.1-1.0;玉米浆0.5-1.5。发酵培养基的制备方法与种子培养基的制备步骤相同，将配制的发酵培养基装入发酵罐。发酵液制备将重量比为5-15%的液体种子接入发酵罐进行搅拌培养，培养温度为 25-35°C,无菌空气通风比1 : 0.25-0.85(V/V)，搅拌转速为120-250r/min，培养32-45h，得发酵液备用；3) 发酵液预处理将发酵液升温至65-85'C，保持10-25min后将温度降至20-45°C，加入5-15ppm的聚氨基葡萄糖进行生物絮凝，去除菌体及其它杂质，得发酵清液备用。4) 产物提取与精制(1) 产物沉淀往发酵清液中先加入0.05y。-0.35。/。(W/V)的硅藻土搅拌5-15min,再加入 0.05。/。-0.35。/。(W/V)的丹宁搅拌5-15min，静止20-60min后离心分离，得沉淀复合物；(2) 产物分离将沉淀复合物分散于5-8倍重量的水中，加入产物液量0.05%-0.35% (W/V)的PVP (聚乙烯氮戊环酮)，搅拌0.5-3h后离心分离，得酶清液备用。5) 成品制备将酶清液用截留分子量为5000-50000的有机超滤膜进行浓縮，在浓缩液中加入稳定剂 明胶，获得液态酶制剂；把酶清液用喷雾干燥器干燥获得粉末，在粉末中加入保护剂糊精, 获得固态酶制剂。本专利技术链霉菌DS-021孢子悬液采用现有技术的常规制备孢子悬浮液的方法制备，所 制备成的孢子悬液浓度为0.8><108-1.2><108个孢子/1111,所使用的茄子瓶规格为250ml。该除臭酶制剂的使用方法为直接混入具有恶臭物质的污水、污物，或喷洒于产生臭 味的环境中。本专利技术的技术效果是本专利技术发酵制备除臭酶制剂的方法，工艺简单，且具有能大量 生产，收率高(收率296%)和纯度高(纯度2卯％)的优点。由发酵制备除臭酶制剂的方 法所获得的除臭酶制剂应用于环境恶臭物质去除处理与现有的除臭方法相比具有无毒无 害(山东省疾病预防控制中心检验报告，鲁疾控检字2004D060。检验结论急性经口毒性 试验证明样品实属无毒；Ames试验结果为阴性说明样品无遗传毒性；小鼠骨髓细胞微核 试验证明样品无致微核作用)、可生物降解、效率高(每克固态酶制剂每小时可去除恶臭 硫化物10000微克)、使用方便(直接应用于臭味物质处理，不需复杂的设施)的优点。 具体实施例方式实施例l1)液体种子制备种子培养基的水溶液组成为(g/L):淀粉25; (NH4)2HP04 8; K2HP04 1.3; MgS04 1.0; CaCl2 1.0;玉米桨1.8。制备方法将水和按上述溶度称取的以上各种原料加入配料容器中，搅拌加热至各成 分溶解，用NaOH溶液调pH值至7.0-7.4，装入种子罐，在蒸汽压力lKg/cii^条件下灭菌 30min，降温使培养基冷却至32'C,得灭菌种子培养基备用；液体种子制备每100L灭菌种子培养基接种种龄5天的茄子瓶链霉菌DS-021孢子悬 液l瓶(50ml)进行搅拌培养，培养温度为33'C，无菌空气通风比1:0.5(V/V)，搅拌转速 为330r/min，培养40h,得液体种子备用；2) 发酵液制备发酵培养基的水溶液组成(g/L):玉米粉35; (NH4)2HP04 13;K2HP04 1.0; MgS04 1.0; CaCl2 1.0;玉米桨1.3。发酵培养基的制备方法与种子培养基的制备步骤相同，将配制的发酵培养基装入发酵罐。发酵液制备将重量比为13%的液体种子接入发酵罐进行搅拌培养，培养温度为33°C, 无菌空气通风比1:0.8(V/V)，搅拌转速为230r/min，培养42h，得发酵液备用；3) 发酵液预处理将发酵液升温至80'C，保持25min后将温度降至42°C，加入13ppm的聚氨基葡萄糖 进行生物絮凝，去除菌体及其它杂质，得发酵清液备用。4) 产物提取与精制(1) 产物沉淀往发酵清液中先加入0.33n/。(W/V)的硅藻土搅拌15min，再加入 0.33。/。(W/V)丹宁搅拌15min，静止50min后离心分离，得沉淀复合物。(2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发酵制备除臭酶制剂的方法，包括以下步骤：　１）液体种子制备　种子培养基的水溶液组成为：淀粉１０－３０ｇ／Ｌ；（ＮＨ↓［４］）↓［２］ＨＰＯ↓［４］　３－１０ｇ／Ｌ；Ｋ↓［２］ＨＰＯ↓［４］　０．４－１．５ｇ／Ｌ；ＭｇＳＯ↓［４］　０．３－１．２ｇ／Ｌ；ＣａＣｌ↓［２］　０．２－１．２ｇ／Ｌ；玉米浆０．２－２．０ｇ／Ｌ；　制备方法：将水和按上述浓度称取的以上各种原料加入配料容器中，搅拌加热至各成分溶解，用ＮａＯＨ溶液调ｐＨ值至７．０－７．４，装入种子罐，在蒸汽压力１Ｋｇ／ｃｍ↑［２］条件下灭菌３０ｍｉｎ，降温使培养基冷却至２５－３３℃，得灭菌种子培养基备用；　液体种子制备：每１００Ｌ灭菌种子培养基接种５０ｍｌ种龄５天的茄子瓶链霉菌ＤＳ－０２１孢子悬液进行搅拌培养，培养温度为２５－３５℃，无菌空气通风体积比１∶０．１５－１∶０．５５，搅拌转速为１５０－３５０ｒ／ｍｉｎ，培养２８－４２ｈ，得液体种子备用，所述的孢子悬液浓度为０．８×１０↑［８］－１．２×１０↑［８］个孢子／ｍｌ，所使用的茄子瓶规格为２５０ｍｌ；　２）发酵液制备　发酵培养基的水溶液组成：玉米粉１５－４０ｇ／Ｌ；（ＮＨ↓［４］）↓［２］ＨＰＯ↓［４］　５－１５ｇ／Ｌ；Ｋ↓［２］ＨＰＯ↓［４］　０．３－１．２ｇ／Ｌ；ＭｇＳＯ↓［４］　０．２－１．０ｇ／Ｌ；ＣａＣｌ↓［２］　０．１－１．０ｇ／Ｌ；玉米浆０．５－１．５ｇ／Ｌ；　发酵培养基的制备：方法与种子培养基的制备步骤相同，将配制的发酵培养基装入发酵罐；　发酵液制备：将重量比为５－１５％的液体种子接入发酵罐进行搅拌培养，培养温度为２５－３５℃，无菌空气通风体积比１∶０．２５－１∶０．８５，搅拌转速为１２０－２５０ｒ／ｍｉｎ，培养３２－４５ｈ，得发酵液备用；　３）发酵液预处理　将发酵液升温至６５－８５℃，保持１０－２５ｍｉｎ后将温度降至２０－４５℃，加入５－１５ｐｐｍ的聚氨基葡萄糖进行生物絮凝，去除菌体及其它杂质，得发酵清液备用；　４）产物提取与精制　（１）产物沉淀往发酵清液中先加入重量体积比为０．０５％－０．３５％的硅藻土搅拌５－１５ｍｉｎ，再加入重量体积比为０．０５％－０．３５％的丹宁搅拌５－１５ｍｉｎ，静止２０－６０ｍｉｎ后离心分离，得沉淀复合物；　（２）产物分离将沉淀复合物分散于５－８倍重量的水中，加入产物液量重量体积比为０．０５％－０．３５％的ＰＶＰ，搅拌０．５－３ｈ后离心分离，得酶清液备用；...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：栾兴社，
申请(专利权)人：栾兴社，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]