一種採用廢糖蜜為碳源生產工業酶的方法
2023-10-04 08:34:39
專利名稱：一種採用廢糖蜜為碳源生產工業酶的方法
技術領域：
本發明屬於工業微生物，發酵工程技術領域。
傳統生產工業酶均以澱粉、豆餅粉、玉米粉等糧食作物為主要原料。經過發酵過程與分離純化過程生產出澱粉酶、蛋白酶等工業酶。近年來，由於糧食作物價格不斷上升，導致工業酶產品成本上漲。本申請發明人通過實驗發現糖廠的廢糖蜜對生產工業酶的各種桿菌有生長促進作用，用作生產工業酶的碳源，可大大減少澱粉、豆餅粉、玉米粉等糧食作用的用量，使生產工業酶的成本降低。
本發明的目的在於提出利用便宜的廢糖蜜作為生產工業酶(主要指蛋白酶和澱粉酶)的原料並可利用糖廠的現有設備進行工業酶的分離純化，使產品成本大大降低。
本發明提出一種生產澱粉酶/蛋白酶的方法，由發酵過程與分離純化過程組成，其特徵在於所說的發酵過程包括(1)以廢糖蜜為主要碳源製成培養基溶液；(2)將產酶菌種接入所說的培養基溶液中培養產酶菌體；(3)當糖蜜中的糖分接近耗光時，再加入含有澱粉/蛋白物質的誘導劑誘導所說菌體分泌澱粉酶/蛋白酶，直至所說誘導劑消耗完或接近消耗完。
本發明方法所說的分離純化過程與傳統的生產工業酶的方法除了使用酒精沉澱分離酶外，其它基本相同，包括將發酵液離心或過濾處理去除菌體；在上清液中加入一定體積的酒精，使產品酶完全沉澱析出；再經離心、乾燥處理得到最終產品。為提高產酶菌體的繁殖速度，可在培養基溶液中通入空氣。為提高菌體密度，可將上述培養基分為起始培養基和流加培養基，即將菌種接入起始培養基培養一段時間後，再逐步加入流加培養基。起始培養基以廢糖蜜為碳源，可再加上一定比例的氮、磷源，也可加入少量的營養添加劑如酵母浸出粉，蛋白腖等進一步促進菌體的生長，流加培養基仍以廢糖蜜為碳源，可再補充少量的微量元素如Mg、Fe、Co和氮、磷源等以促進菌體生長。
本發明所述方法均可採用傳統生產工業酶的工藝設備。
本發明所用的廢糖蜜能使工業酶的生產菌快速繁殖，但不能使菌體產生所需的工業酶。因此本發明先用廢糖蜜大量培養生產菌，得到一定菌體密度後，再加入少量的誘導劑，使菌體在很短時間內產生大量的工業酶。本發明的誘導劑為傳統生產工業酶的原料，如澱粉、豆餅粉、玉米粉等，其用量可降至作為碳源的廢糖蜜的1/10以下。這樣減少了昂貴的含澱粉或蛋白物質的用量，從而降低了生產成本。
本發明的生產工業酶的工藝流程可最大程度地利用糖廠原有的酒精發酵、蒸餾設備，對產品進行純化分離，又可進一步降低成本。
本發明使糖廠的廢糖蜜在高附加值產品上的用途得到進一步地開發，生產工藝簡單、容易操作並使糖廠的設備得到綜合利用。
實施例一生產澱粉酶菌種枯草桿菌誘變株Y3(產生α-澱粉酶)起始培養基甘蔗(或甜菜)糖蜜 60g/L總容積約5L酵母浸膏粉 0.5～1g/L蛋白腖 1～3g/LNa2HPO4.2H2O1.5～4.5g/LKH2PO40.5～1.5g/L(NH4)2SO41～5g/L流加培養基甘蔗(或)甜菜糖蜜 65g/L總容積1L(NH4)2SO40.25～1g/LMgSO4.7H2O 0.1～0.2g/LFe(III)-Citrate 0.25～1g/L誘導劑可溶液澱粉 5～10g/L總容積400ml本實施例的生產工藝流程如下發酵(5升NBS發酵罐)菌杆Y3在起始培養基中通入空氣培養5～10小時後，培養基中的碳源接近消耗完畢，這時開始慢慢流加培養基，25～32小時後(總時間)，流加培養基補料完畢，這時，培養基中碳源也幾乎被利用完畢，流加誘導劑，28～35小時後(總時間)誘導劑利用完，停止發酵。
α-澱粉酶分離純化把發酵液離心去除菌體，在上清液中加入約2倍體積的95％乙醇，這時有蛋白沉澱析出，振蕩後離心得到產品α-澱粉酶，真空乾燥得到固體產品約151g，比活15000單位/克，最大活性在100℃左右，活性PH範圍5.0～10。
實施例二生產蛋白酶實施例二與實施例一中所用的起始培養基，流加培養基以及生產工藝流程完全相同，所不同的是菌種採用枯草桿菌誘變株WX(產生蛋白酶)，誘導劑採用豆餅粉。蛋白酶的分離純化同α-澱粉酶，得到固體產品100g，比活12000單位/克，最大活性在60～70℃，PH，7.0～9.0
權利要求
1.一種生產澱粉酶/蛋白酶的方法，由發酵過程與分離純化過程組成，其特徵在於所說的發酵過程包括(1)以廢糖蜜為主要碳源製成培養基溶液；(2)將產酶菌種接入所說的培養基溶液中培養產酶菌體；(3)當糖蜜中的糖份接近耗光時，再加入含有澱粉/蛋白的誘導劑誘導所說菌體分泌澱粉酶/蛋白酶，直至所說誘導劑消耗完或接近消耗完。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所說的培養產酶菌體過程中通入空氣。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所說的培養基包括原始培養基和流加培養基。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所說的起始培養基以廢糖蜜為碳源，加上一定比例的氮、磷源，所說的流加培養基以廢糖蜜為碳源加入少量的微量元素。
全文摘要
本發明屬於工業微生物，發酵工程技術領域。本發明提出一種生產澱粉酶/蛋白酶的方法，由發酵過程與分離純化過程組成，包括(1)以廢糖蜜為主要碳源製成培養基溶液；(2)將產酶菌種接入培養基溶液中培養產酶菌體；(3)再加入含有澱粉/蛋白物質的誘導劑誘導所說菌體分泌澱粉酶/蛋白酶，直至所說誘導劑消耗完或接近消耗完。本發明使糖廠的廢糖蜜在高附加值產品上的用途上得到進一步地開發，減少了昂貴的含澱粉或蛋白物質的用量，從而降低了生產成本。並且生產工藝簡單、容易操作並使糖廠的設備得到綜合利用。
文檔編號C12N9/26GK1145950SQ9610705
公開日1997年3月26日 申請日期1996年7月12日 優先權日1996年7月12日
發明者陳國強, 陳金春 申請人:清華大學