CN103509764B - 一种应用于栓菌固态发酵产漆酶的培养基 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发酵技术领域，具体是涉及一种应用于栓菌固态发酵产漆酶的培养基。该培养基按重量百分比计，由如下原料组成：山核桃蒲壳38～45%、菜籽粕粉2～10%、余量为水。将经过灭菌、冷却后的培养基接入麸皮培养物，置于固态发酵托盘中进行发酵。栓菌接入到该培养基后，生长期较短，因此产酶较早，发酵周期为5～9天，缩短了发酵时间。且木质纤维素能够促进菌种产漆酶，因此本发明的培养基能够大大提高漆酶生产效率。山核桃蒲壳中多酚会抑制许多杂菌的生长，而栓菌能在山核桃蒲壳中生长，因此本发明的培养基能够减少染菌率。

Description

一种应用于栓菌固态发酵产漆酶的培养基
技术领域
本发明涉及发酵技术领域，具体是涉及一种应用于栓菌固态发酵产漆酶的培养基。
背景技术
松漆酶是含铜的多酚氧化酶，能利用氧气为电子受体氧化芳香族化合物的特性以及具有很强的底物专一性和底物广泛性，因此漆酶被广泛应用于造纸工业、环境保护、食品工业以及有机合成中。
漆酶分为植物漆酶和真菌漆酶，栓菌因生长迅速、产酶能力较强而受到关注。真菌漆酶是目前主要通过液体深层发酵和固态发酵两种方式获得。与液态发酵相比，固态发酵具有工艺简单、能耗低、设备投资低、废液少的优点。绝大多数真菌漆酶的合成是由培养基中碳、氮等营养物质饥饿所触发的次生代谢过程，因此漆酶产量较低且发酵时间较长。固态发酵原料用料大，原料成本占生产成本比例较大，因此设计成本低廉且合适的培养基组成促使真菌尽快进入次生阶段(或繁殖期)是真菌漆酶工业化生产高效合成的关键。
罗少华等(白腐菌预处理木屑产漆酶条件的优化及其糖化评价，酿酒科技，2011，10:17-20)公开了一种大白栓菌种的产漆酶培养基，由木屑、麦麸、酒石酸铵和营养液组成，料水比为0.28，培养基营养液中含有吐温80、氯化钙、硫酸镁等，该培养基的不足之处在于因含水量较高，发酵过程对氧的需求较高。
王欣等(培养条件对TrametesversicolorSYBC13固态发酵产漆酶的影响，西北农业学报，2009,18(6)：174-179)公开了一种变色栓菌SYBC13的固态发酵培养基，其由豆粕、木屑、麦芽糖、硝酸钠、硫酸铜组成，该培养基的不足之处在于需要添加铜离子，提高了发酵废水的处理成本。
中国专利公开号CN101045918A，公开日2007年10月3日，发明名称为“栓菌AH28-2固态发酵生产漆酶的方法”，该发明公开了栓菌AH28-23的一种固态发酵培养基，培养基由3-5份油料作物秸秆、1-3份粮食麸皮、1-2份花生壳粉和2-6倍质量的水组成。该发明的不足之处在于培养时间较长，需要在20-28℃下培养20-30天。
中国专利公开号CN102533685A，公开日2012年7月4日，发明名称为“一种固态发酵生产漆酶的方法”，该发明公开了白腐真菌一种固态发酵培养基，培养基由1-4份秸秆、1-3份豆粕、1-7份水组成。该发明的不足之处在于因白腐真菌种类繁多，不同种类微生物在该培养基产酶情况可能会相差较大。
中国专利公开号CN102851260A，公开日2013年1月2日，发明名称为“一以水稻秸秆为原料固态发酵产漆酶的方法”，该发明公开了密孔属菌株的一种固态发酵培养基，培养基由粉碎的水稻秸秆组成，该发明的不足之处培养基需要调节酸碱度，对固态发酵来说酸碱度调节较麻烦。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的栓菌固态发酵产漆酶的培养基所存在的欠缺之处，提供了一种应用于栓菌固态发酵产漆酶的培养基，改进了培养基配方，降低生产成本，缩短了发酵时间，提高了发酵效率。
为了解决本发明的技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种应用于栓菌固态发酵产漆酶的培养基，按重量百分比计，山核桃蒲壳38％-45％，菜籽粕粉2％-10％，余量为水，其中山核桃蒲壳、菜籽粕粉细度不低于40目。
优选的，所述山核桃蒲壳的水分含量低于10％。
优选的，所述菜籽粕粉的水分含量低于10％。
一种培养基的制作方法，将山核桃蒲壳、菜籽粕粉和水混合，搅拌均匀，121℃灭菌30～60min，再冷却至25～40℃。
一种培养基进行栓菌固态发酵产漆酶的方法，将经过灭菌、冷却后的培养基按10wt％接入培养6天的麸皮培养物，置于固态发酵托盘中，厚度不超过8cm，发酵6天。
优选的，发酵的温度为26～30℃，发酵相对湿度为95％。
本发明的技术原理为：栓菌在生长阶段不产生漆酶，在繁殖阶段产生漆酶。当菌丝生长耗尽营养或把菌丝体移到一个贫瘠的培养基中，菌体进入繁殖阶段。因此通过合理地改变培养基组成可以缩短栓菌的生长期而使栓菌很快进入繁殖阶段。
本发明的培养基，由山核桃蒲壳和菜籽粕粉组成，无需调加其它无机离子、表面活性剂、重金属离子。同时，山核桃蒲壳为山核桃的外果皮，是山核桃产区的废弃物。山核桃蒲壳蒲壳可以是提取过多酚的蒲壳，也可以直接使用去除山核桃核果的蒲壳。菜籽粕粕为菜籽油加工副产品，价格低廉。水选择自来水即可，降低了生产成本。
与现有技术相比，本发明的有益效果表现在：
1)、培养基中山核桃蒲壳含量较高，而山核桃蒲壳中木质纤维素含量近90％，真蛋白含量低于5％，培养基中菜籽粕仅占2～10％，因此本发酵培养基的营养较为贫瘠。栓菌接入到该培养基后，生长期较短，因此产酶较早，发酵周期为5～9天，缩短了发酵时间。且木质纤维素能够促进菌种产漆酶，因此本发明的培养基能够大大提高漆酶生产效率。
2)、本发明的培养基经灭菌后pH值约为5.0～7.0，栓菌在pH为4.5～7.5范围内生长、产酶良好，因此本发明的培养基在灭菌前无需用酸碱调节pH，简化了操作。
3)、固态发酵产漆酶的周期较长5～9d，容易受到杂菌污染。未经提取过多酚的新鲜山核桃蒲壳中含有约0.5％的多酚，提取过多酚的山核桃蒲壳中残留的多酚约0.02～0.08％，山核桃蒲壳中多酚会抑制许多杂菌的生长，而栓菌能在山核桃蒲壳中生长，因此本发明的培养基能够减少染菌率。
4)、使用农林废弃物作为发酵原材料，能够有效降低漆酶生产成本。
5)、提取过漆酶的发酵物料可以直接做为有机肥料或生物肥料使用，因此生产过程无固体废弃物产生，绿色环保。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
将山核桃蒲壳40kg、菜籽粕粉10kg和水50kg搅拌均匀后，121℃灭菌35分钟，冷却至40℃，按10wt％(即麸皮培养物重量的10％)接入培养6天的麸皮培养物，置于固态发酵托盘中，厚度不超过8厘米。发酵条件：温度为28±2℃、相对湿度为95％，发酵6天。通过ABTS法检测漆酶活性为85U/(克干物料)。
实施例2
将山核桃蒲壳43kg、菜籽粕粉2kg和水55kg搅拌均匀后，121℃灭菌35分钟，冷却至25℃，按10wt％接入培养6天的麸皮培养物，置于固态发酵托盘中，厚度不超过8厘米。发酵条件：温度为28±2℃、相对湿度为95％，发酵6天。通过ABTS法检测漆酶活性为106U/(克干物料)。
实施例3
将山核桃蒲壳40.5kg、菜籽粕粉4.5kg和水55kg搅拌均匀后，121℃灭菌35分钟，冷却至35℃，按10wt％(即麸皮培养物重量的10％)接入培养6天的麸皮培养物，置于固态发酵托盘中，厚度不超过8厘米。发酵条件：温度为28±2℃、相对湿度为95％，发酵6天。通过ABTS法检测漆酶活性为1138U/(克干物料)。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于栓菌的固态发酵产漆酶的培养基，其特征在于：以重量百分比计，山核桃蒲壳38％-45％，菜籽粕粉2％-10％，余量为水，其中山核桃蒲壳、菜籽粕粉细度不低于40目。
2.根据权利要求1所述的用于栓菌固态发酵产漆酶的培养基，其特征在于：所述山核桃蒲壳的水分含量低于10％。
3.根据权利要求1所述的用于栓菌固态发酵产漆酶的培养基，其特征在于：所述菜籽粕粉的水分含量低于10％。
4.一种如权利要求1所述的培养基的制作方法，其特征在于：将山核桃蒲壳、菜籽粕粉和水混合，搅拌均匀，121℃灭菌30～60min，再冷却至25～40℃。
5.一种利用权利要求1所述的培养基进行栓菌固态发酵产漆酶的方法，其特征在于：将经过灭菌、冷却后的培养基按10wt％接入培养6天的麸皮培养物，置于固态发酵托盘中，厚度不超过8cm，发酵6天。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：发酵的温度为26～30℃，发酵相对湿度为95％。
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The utilization of lignocellulosic wastes for laccase production under semisolid-state and submerged fermentation conditions;Emre BİRHANLI 等;《Turkish Journal of Biology》;20130730;第37卷;摘要，第451页右栏，第453页右栏，表格 *
粗毛栓菌(Trametes hirsuta) D2 固态发酵山核桃蒲壳产漆酶的营养条件研究;杨柳 等;《微生物学通报》;20140218;第1-7页 *

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