CN101182470A

CN101182470A - 制备木聚糖酶的液态深层发酵方法

Info

Publication number: CN101182470A
Application number: CNA2007101580663A
Authority: CN
Inventors: 韩国宝; 王武良
Original assignee: SHENYANG XINLI BIOLOGY TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: SHENYANG XINLI BIOLOGY TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2007-11-12
Filing date: 2007-11-12
Publication date: 2008-05-21

Abstract

制备木聚糖酶的液态深层发酵方法，采用黑曲霉发酵法，其特征在于将适量菌种黑曲霉株无菌接入不锈钢种母罐中，生产发酵罐加入发酵培养基至罐体积70~75％，无菌状态接种母入发酵罐中；培养发酵：30℃，150－200rpm，通风0.1－1.5vvm，70－80h，在发酵中后期40－60h之间补充营养物质；停止发酵：发酵至70－80h，依据镜检菌体形态，若菌体开始自溶即停止发酵；发酵液主要有三种处理方式：酶粗品的盐析法和喷雾干燥法，絮凝－超滤法制得精制固体酶和精制液态酶。液态深层发酵比固态发酵的酶活力要高出10－30％，粗酶每吨生产成本降低20％以上。

Description

制备木聚糖酶的液态深层发酵方法

技术领域

本发明涉及微生物领域，一种制备木聚糖酶的液态深层发酵方法。

背景技术

传统木聚糖酶的固态浅盘发酵法目前是半封闭式设备，不能完全杜绝外界环境中微生物的污染，安全性能无法保障。因此，固态浅盘发酵法的发酵酶活力低，成本高，安全性差，其生产效率见本文结尾两种制备方法的生产试验数据对比表。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备木聚糖酶的液态深层发酵方法，酶活力提高30％，生产成本至少降低20％。

制备木聚糖酶的液态深层发酵方法，采用黑曲霉菌发酵，其特征在于将适量菌种黑曲霉株无菌接入不锈钢种母罐中，种母罐中加入种子培养基至罐体积70~75％，生产发酵罐加入生产发酵培养基至罐体积70~75％，无菌状态接种母入生产发酵罐中；培养发酵：30℃，150~200rpm，通风0.1~1.5vvm，70~80h，在发酵中后期40~60h之间补充营养物质；停止发酵：发酵至70~80h，依据镜检菌体形态，若菌体开始自溶即停止发酵；发酵液主要有三种处理方式：酶粗品的盐析法和喷雾干燥法，絮凝-超滤法制得精制固体酶和精制液态酶。

本发明制备木聚糖酶的液态深层发酵方法的积极效果：

1.液态深层发酵比固态发酵的酶活力要高出10-30％；

2.液态发酵比固态发酵的粗酶每吨生产成本降低20％以上。

3.液态深层发酵方法制备的粗酶干燥后，其粗酶活力比固态发酵工艺制备的粗酶活力要高出10倍以上，并利于产品酶的储藏、运输及加工。

4.按发酵能力计算，液态深层发酵比固态发酵在单位时间内生产效率高，用人少。

5、深层发酵法是罐密闭作业，严格在无菌条件下生产，制品在单一发酵菌的环境中制得，对产品的安全性有了极大的提高。

具体实施方式

本生产工艺为黑曲霉固态发酵法的改变型，即木聚糖酶(黑曲霉株)液态深层发酵方法

一.菌种的培养

1.普通查氏培养基斜面培养黑曲霉菌株，接入4-6只生产用1000ml三角瓶中，内装培养液300-400ml 5％麸皮水溶液；

2.30-32℃，200-300rpm，培养10-20h。

二.生产种子培养(种母培养)

1.在1吨不锈钢种子罐中加入种子培养基培养基量占70~75％罐体积，蒸汽灭菌121℃，15min，冷却至30-32℃备用；种子培养基的组份重量百分比：水溶液含玉米粉1~8％，玉米浆1~6％，豆饼粉1~8％，磷酸氢二钠0.1~1％，氯化钙1~5％，硫酸氨1~5％。

2.取培养好的菌种无菌状态接入种子罐；

3.30-32℃，200-300rpm，培养14-24h。

三.发酵

1.发酵罐加入生产发酵培养基，罐体积比如20吨，至罐体积的70-75％，蒸汽灭菌121℃，15min，冷却至30℃备用；生产发酵培养基组份重量百分比：水溶液含玉米粉1~8％，豆饼粉1~8％，磷酸氢二钠0.1~2％，氯化钙1~10％，硫酸氨1~10％。

2.接种：无菌状态接种母入发酵罐中；

3.培养发酵：30℃，150~200rpm，通风0.1~1.5vvm，培养70~80h；

4.补料：在生产过程中为了得到较高的酶活，需进行发酵中后期补充营养。

a.通氨补料：工业用氨气通入发酵罐中，间隔0.5-1h，通入的氨气量以维持发酵液pH在4.5-5.0范围内波动为准。

b.营养物补料：营养液组份重量百分比：水溶液中含玉米粉1~8％，豆饼粉1~8％，磷酸氢二钠0.1~2％，氯化钙1~10％，硫酸氨1~10％。

c.在发酵中后期40-60h之间依据生产要求，给发酵培养基补充营养物质(成分与比例同培养基)，通常补充营养物量为5L/min，以便菌体良好生长与产酶。

5.停止发酵(放罐)：正常发酵至70-80h，依据镜检菌体形态直到发现细菌开始自溶则停止发酵。

四.发酵液处理

1.盐析法：盐析发酵液，将酶从溶液中沉淀出来，经压滤机过滤废液，滤瓶烘干，即为固体的酶粗制品。

2.喷雾干燥法：加入酶稳定剂，过滤大颗粒后，用喷雾塔喷雾干燥，干燥后的酶粉即为粉状的粗制品。

3.絮凝-超滤法：

A.絮凝：用絮凝剂将颗粒物质絮凝，经压滤机除去颗粒，收到澄清发酵液；

B.超滤：澄清发酵液过超滤设备进行超滤，除去溶液中的水及溶解于水的低分子菌代谢物和色素，得到透明、无色(浅色)酶浓缩液；

C.制成品：酶浓缩液加载体干燥，精制固体酶；酶浓缩液加稳定剂，精制浓缩液体酶。

五.产品检验

酶粗制品符合我国饲料卫生标准GB13078-2001；精制固体酶符合我国食品卫生标准GB2760；精制浓缩液体酶符合我国食品卫生标准GB2760。

六.本发明方法与已有技术对比的效果说明

两种制备方法的生产试验数据对比表：

	液态深层发酵			固态浅盘发酵
	液态深层发酵			固态浅盘发酵			生产批次	发酵酶活力(U/g)	喷雾干燥酶活力(U/g)	每吨粗酶生产成本(元)	发酵酶活力(U/g)	气流干燥酶活力	每吨粗酶生产成本元
061208	5485	45600	37700	4197	3510	4120	生产批次	发酵酶活力(U/g)	喷雾干燥酶活力(U/g)	每吨粗酶生产成本(元)	发酵酶活力(U/g)	气流干燥酶活力	每吨粗酶生产成本元
061208	5485	45600	37700	4197	3510	4120	061209	6120	51300	37700	5078	4430	4120
061210	5786	46800	37700	4824	4150	4120	061209	6120	51300	37700	5078	4430	4120
061210	5786	46800	37700	4824	4150	4120	061211	5927	49700	37700	5136	4560	4120
061212	5578	46400	37700	4115	3430	4120	061211	5927	49700	37700	5136	4560	4120

说明：以上数据为连续5个生产批次的部分生产统计数据，每批次的菌种相同。

Claims

1.制备木聚糖酶的液态深层发酵方法，采用黑曲霉发酵法，其特征在于将适量菌种黑曲霉株无菌接入不锈钢种母罐中培养，生产发酵罐加入生产发酵培养基至罐体积70~75％，无菌状态接种母入生产发酵罐中；培养发酵：30℃，150-200rpm，通风0.1-1.5vvm，70-80h，在发酵中后期40-60h之间补充营养物质；停止发酵：发酵至70-80h，依据镜检菌体形态，若菌体开始自溶即停止发酵；发酵液主要有三种处理方式：酶粗品的盐析法和喷雾干燥法，絮凝-超滤法制得精制固体酶和精制液态酶。

2.根据权利要求1所述的制备木聚糖酶的液态深层发酵方法，其特征在于种母的培养：

a.在1吨不锈钢种子罐中加入种子培养基，培养基量占70~75％罐体积，蒸汽灭菌121℃，15min，冷却至30-32℃备用；

b.取培养好的菌种黑曲霉株无菌状态接入种子罐；

c.30-32℃，200-300rpm，培养14-24h。

3.根据权利要求2所述的制备木聚糖酶的液态深层发酵方法，其特征在于种母的培养基的组份重量百分比：水溶液含玉米粉1~8％，玉米浆1~6％，豆饼粉5％，磷酸氢二钠0.1~1％，氯化钙1~5％，硫酸氨1~5％。

4.根据权利要求1所述的制备木聚糖酶的液态深层发酵方法，其特征在于在发酵中后期40~60h之间补充营养物质。

5.根据权利要求4所述的制备木聚糖酶的液态深层发酵方法，其特征在于补充营养物质的组份重量百分比：培养液水中含玉米粉1~8％，豆饼粉1~8％，磷酸氢二钠0.1~2％，氯化钙1~10％，硫酸氨1~10％。