一種提高真菌產纖維素酶酶活的方法
2023-07-26 13:40:56 2
專利名稱：一種提高真菌產纖維素酶酶活的方法
技術領域：
本發明涉及生物技術領域，具體涉及在真菌纖維素酶發酵生產的過程中通過添加 法尼醇來提高纖維素酶的酶活。
背景技術：
纖維素酶是一種重要的資源，廣泛地應用在食品、釀造、飼料、紡織等工業技術領 域，並且在纖維素生物質資源化的工業技術中作用日益凸顯。當前石化能源的日益匱乏和 環境汙染的背景下，利用可再生纖維素生物質獲得纖維基產品和能源顯然具有很大的潛力 和廣闊的市場前景。纖維素生物質資源化過程中關鍵的一步是纖維素的生物轉化過程(纖 維素的酶解)，因而提高纖維素酶的酶活是非常重要的。真菌產纖維素酶的分泌量大，纖維 素酶酶系完整，是纖維素酶製劑的主要工業生產菌種。目前主要局限於利用傳統的方法來 提高纖維素酶的酶活，包括通過物理或者化學手段誘變菌種，優化發酵培養基，以及利用分 子生物學的手段改造工程菌種等，這些手段在提高纖維素酶酶活方面取得了一定的成果。 但是有必要開發新的技術以提高纖維素酶的活力。群體密度感應(quorum sensing)是微 生物化學交流的一種方式，當細胞密度達到一定的閾值時會激發和調控相關基因的表達， 比如外泌的纖維素酶等。法尼醇是真核生物化學交流的重要群體感應信號分子，但是還未 見有利用法尼醇來提高纖維素酶酶活的相關報導。
發明內容
本發明旨在通過真菌纖維素酶發酵生產的過程中添加法尼醇來提高纖維素酶的 酶活，在提高纖維素酶活力方面提供新的技術。本發明所述的提高真菌產纖維素酶酶活的方法如下(1)菌種產纖維素酶真菌，包括瑞氏木黴、斜臥青黴、擬康木黴、黑麴黴等。(2)發酵培養基使用纖維素物質作為碳源，包括微晶纖維素0. 4 0. 7% ；麩皮2 4% ；稻草秸稈、 玉米秸稈、小麥秸稈等纖維素性生物質2 4%。補加一定量的無機鹽溶液成分，其配方為 磷酸二氫鉀 2. 0 4. Og/Ι，硫酸銨 1. 0 2. Og/1, MgSO4 · 7Η20 0· 4 0. 5g/l, CaCl2 · 2H20 10 15mg/l 等，pH 5. 5。(3)發酵過程搖瓶發酵接種量8 11%，28°C 30°C振蕩培養，搖床轉速為160 180rpm。
發酵罐接種量8 11 %，發酵溫度28°C 30°C，溶氧量20 %，發酵前期轉速為 200 250rpm，發酵後期轉速為150 170rpm。發酵前期加入法尼醇，法尼醇的加入量是0. 1 ImM。本發明依據群體密度感應的機理，在纖維素酶生產發酵的過程中添加法尼醇，調 控真菌纖維素酶的分泌和提高纖維素酶的酶活力。實際操作簡便可行，效果明顯，為工業生產中提高纖維素酶的酶活力提供一種方法。
具體實施例方式以下將將結合具體實施例對本發明作進一步的說明，目的在於幫助讀者更好的理 解本發明的精神實質，但不作為對本發明實施範圍的限定。實施例1 選用斜臥青黴為生產菌種，使用的發酵培養基其配方如下微晶纖維素0.6% ；麩 皮3% ；玉米秸稈3%0無機鹽溶液成分磷酸二氫鉀3. Og/Ι，硫酸銨2. Og/1, MgSO4 · 7H20 0. 5g/l, CaCl2 · 2H20 15mg/l 等，pH 5. 5。取3環平板上活化好的菌種，接種在液體培養基中，30°C振蕩培養3天，搖床轉速 為180rpm，作為種子。將上述種子接種發酵培養基，接種量10%，30°C振蕩培養3天，搖床轉 速為180rpm。發酵培養第3天時加入法尼醇，培養基中法尼醇的終濃度為ImM。不同的發 酵時間點取樣，測定纖維素酶酶活。濾紙酶活的定義在50°C，相應pH條件下，Imin水解濾 紙纖維素底物，產生出相當於Iymol葡萄糖的還原糖量，為一個酶活力單位，以IU/mL(IU/ g)表示。濾紙酶活測定時選用的濾紙為whatman公司的Nol濾紙，還原糖的檢測使用DNS 法。以第8天的發酵樣品為例，添加法尼醇的培養基中斜臥青黴產纖維素酶的濾紙酶活是 4. ^IU/mL，其活力較一般情況下斜臥青黴產纖維素酶的濾紙酶活提高了約46%。實施例2:選用瑞氏木黴為生產菌種，使用的發酵培養基其配方如下微晶纖維素0.5% ； 麩皮3. 5 % ；稻草秸稈粉3 %。無機鹽溶液成分磷酸二氫鉀3. Og/Ι,硫酸銨1. Og/1, MgSO4 · 7H20 0. 5g/l, CaCl2 · 2H20 10mg/l 等，ρΗ5· 5。取3環平板上活化好的菌種，接種在液體培養基中，30°C振蕩培養4天，搖床轉速 為ISOrpm，作為種子。將上述種子接種發酵培養基，接種量10%，30°C振蕩培養4天，搖床 轉速為180rpm。發酵培養第4天時加入法尼醇，培養基中法尼醇的終濃度為0. 5mM。不同 的發酵時間點取樣，測定纖維素酶酶活。以第5天的發酵樣品為例，添加法尼醇的培養基中 瑞氏木黴產纖維素酶的濾紙酶活是3. 56IU/mL，其活力較一般情況下瑞氏木黴產纖維素酶 的濾紙酶活提高了約30%。
權利要求
1.一種提高真菌產纖維素酶酶活的方法，其特徵在於，在真菌纖維素酶發酵生產過程 中通過添加法尼醇的手段提高纖維素酶的酶活。
2.權力要求1所述的一種提高真菌產纖維素酶酶活的方法，其特徵在於，使用的菌種 是青黴屬、麴黴屬、木黴屬等產纖維素酶、澱粉酶、幾丁質酶等糖苷酶的真菌。
3.權力要求1所述的一種提高真菌產纖維素酶酶活的方法，其特徵在於，真菌纖維素 酶發酵生產過程中添加法尼醇，包括發酵的前期、中期和後期添加法尼醇，發酵培養基中法 尼醇的濃度是0. 1 ImM。
全文摘要
本發明涉及提高纖維素酶酶活的新技術方法。本發明通過在真菌纖維素酶發酵生產過程中添加法尼醇的手段提高纖維素酶的酶活。通過添加法尼醇可以使瑞氏木黴產纖維素酶的濾紙酶活提高約30％，使斜臥青黴產纖維素酶的濾紙酶活提高了約46％。本發明涉及的方法簡單易行，提高纖維素酶酶活的效果明顯，並且該發明適用範圍廣，可用於多種真菌發酵生產纖維素酶工業。
文檔編號C12R1/885GK102108347SQ20091024307
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月25日 優先權日2009年12月25日
發明者呂迪, 莊國強, 張洪勳, 郭紅光, 馬安周 申請人:中國科學院生態環境研究中心