CN1298846C - 半连续固态发酵－浸提耦合生产纤维素酶方法 - Google Patents

半连续固态发酵－浸提耦合生产纤维素酶方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1298846C
CN1298846C CNB2005100022228A CN200510002222A CN1298846C CN 1298846 C CN1298846 C CN 1298846C CN B2005100022228 A CNB2005100022228 A CN B2005100022228A CN 200510002222 A CN200510002222 A CN 200510002222A CN 1298846 C CN1298846 C CN 1298846C
Authority
CN
China
Prior art keywords
fermentation
cellulase
fermented substrate
lixiviate
vat liquor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2005100022228A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1632111A (zh
Inventor
周玉杰
陈书峰
张建安
刘德华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CNB2005100022228A priority Critical patent/CN1298846C/zh
Publication of CN1632111A publication Critical patent/CN1632111A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1298846C publication Critical patent/CN1298846C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了属于固态发酵生产纤维素酶技术领域的一种半连续固态发酵—浸提耦合生产纤维素酶方法。以稻壳等木质纤维素原料和麸皮为发酵基质，开发了包括发酵、浸提、补料等过程的半连续固态发酵生产纤维素酶新工艺，该工艺可采用只经过简单预处理的木质纤维素为原料，并且发酵基质和反应器利用率高、成本低、易于实现工业化应用。

Description

半连续固态发酵—浸提耦合生产纤维素酶方法
技术领域
本发明属于生物酶制备技术领域，特别涉及一种半连续固态发酵—浸提耦合生产纤维素酶方法。
背景技术
随着人类社会的进步，人类经济可持续发展战略中的能源、粮食、环境等诸多重大问题都与可再生性资源的利用有关，现代发酵工业的重点也是要解决可再生性资源的利用和环境污染问题。利用纤维素酶将植物纤维原料水解成单糖，继而发酵成酒精或单细胞蛋白，是合理利用可再生资源的一条有效途径，其关键环节是纤维素酶的生产。目前普遍采用液体深层发酵工艺生产纤维素酶，但设备投资大，生产成本高。固态发酵是一种历史悠久的传统技术，由于其特有的经济性和实用性，近年来该技术在纤维素酶的生产方面已经引起了广泛的重视。
固态发酵生产纤维素酶的原料通常是含有纤维素的基质，包括纯纤维素和经过一定预处理的廉价的木质纤维原料(主要成分为纤维素、半纤维素和木质素)，如秸秆等。公开号为CN 1493682A(申请号为02149485.1)的专利中开发了浸提式半连续固态发酵方法及装置，在该专利的实施例中，采用汽爆方法预处理木质纤维素原料，通过发酵培养、浸提、分离浸提液等过程的循环实现浸提式半连续固态发酵生产纤维素酶。但实验结果表明，采用该过程以不经过预处理、或只经过简单预处理(如碱法预处理)的木质纤维素原料(如稻壳等)为发酵基质时，由于基质利用率低而导致发酵基质的可循环发酵次数非常有限。汽爆预处理后的木质纤维素原料虽更容易被微生物所利用，但该过程的设备投资较大，运行成本也较高。
发明内容
本发明目的是提供一种半连续固态发酵—浸提耦合生产纤维素酶方法。其特征在于：以稻壳、甘蔗渣或秸秆粉为木质纤维素原料和麸皮为发酵基质，菌种为纤维素酶产生菌，通过发酵与浸提过程的耦合，降低发酵产物的积累对发酵过程的抑制作用，并以浸提后的发酵基质中的纤维素酶产生菌菌体为菌种，通过添加灭菌后的新鲜发酵基质继续发酵以实现半连续化生产纤维素酶。
所述的发酵基质中木质纤维素原料和麸皮的质量比为(0.05-50)∶1。
所述的纤维素酶产生菌为木霉(Trichoderma)、青霉(Penicillum)、曲霉(Aspergillus)或根霉(Rhizopus)等。
所述的浸提过程是通过取样监测到发酵基质中纤维素酶活性接近最高时加入0.02mol/L、pH值为4.8的醋酸缓冲液作为无菌浸提液，浸提液与发酵基质的质量比为(0.1-20)∶1，搅拌均匀、浸泡0.2-5小时，过滤、分离发酵基质和浸提液，浸提液用于提取产物纤维素酶，浸提后的发酵基质与灭菌后的新鲜发酵基质以(0.05-50)∶1质量比混合后继续发酵，当监测到发酵基质中纤维素酶活性接近最高时再次重复上述浸提、补料及发酵过程。
本发明的有益效果是克服了现有固态发酵生产纤维素酶工艺中，采用经过简单预处理的木质纤维素为发酵基质生产纤维素酶效率低、不能连续生产、以及纤维素酶生产成本较高等缺点。本发明提供的包括浸提、补料等过程的固态发酵生产纤维素酶新技术，采用只经过简单预处理的木质纤维素为原料，就可提高发酵基质和反应器利用率，降低纤维素酶的生产成本，并且工艺过程简单、易于实现工业化应用。
具体实施方式
实施例1
本发明按以下步骤实现半连续固态发酵—分离耦合生产纤维素酶，具体步骤如下：
(1)按无菌操作将发酵基质接入10％(指相对于发酵基质的种子液质量百分比)绿色木霉(Trichoderma sp.3.2942)菌种，发酵基质组成为：在4％NaOH溶液40℃下浸泡24小时的碱处理稻壳、麸皮和无机盐水溶液(按质量百分比浓度包括1％(NH4)2SO4、0.3％KH2PO4和0.5％MgSO4)，稻壳与麸皮的质量比为3∶7，稻壳与麸皮的总质量与无机盐水溶液的质量比1∶2，pH自然，培养温度30℃；
(2)发酵培养96小时后，在发酵基质中加入0.02mol/L、pH值为4.8的醋酸缓冲液作为无菌浸提液，固液比为1∶10，浸提20分钟后，过滤分离浸提液和发酵基质，浸提后的发酵基质与新鲜发酵基质以1∶5质量比补料后继续发酵，实验结果表明第二次发酵过程中纤维素酶达到最高酶活时间可缩短2倍，其最高酶活(滤纸酶活)可达到第一次发酵中最高酶活的90％左右。
实施例2
依实施例1中的步骤(1)和(2)，浸提后的发酵基质与新鲜培养基以1∶1质量比继续发酵，实验结果表明与第一次发酵相比，第二次发酵过程中纤维素酶达到最高酶活时间可缩短1倍，其最高酶活(滤纸酶活)与第一次发酵中最高酶活相当。
实施例3
依实施例1中的步骤(1)和(2)，发酵基质与新鲜培养基以1∶1质量比继续发酵。实验结果表明与第一次发酵相比，第三次发酵过程中纤维素酶达到最高酶活时间可缩短1倍，其最高酶活(滤纸酶活)与第一次发酵中最高酶活相当。
上述发酵过程共经过七次补料，共八次发酵过程，发酵时间为18天，发酵后每克底物可得到的酶活(滤纸酶活)是常规批式发酵1.36倍；反应器发酵效率是常规批式发酵1.36倍。

Claims (3)

1.一种半连续固态发酵-浸提耦合生产纤维素酶方法，其特征在于：以稻壳、甘蔗渣或秸秆粉作为木质纤维素原料和麸皮一起构成发酵基质，菌种为纤维素酶产生菌，通过发酵与浸提过程的耦合，降低发酵产物的积累对发酵过程的抑制作用，并以浸提后的发酵基质中的纤维素酶产生菌菌体为菌种，通过添加灭菌后的新鲜发酵基质继续发酵以实现半连续化生产纤维素酶；其工艺过程是通过取样监测到发酵基质中纤维素酶活性接近最高时加入无菌浸提液，浸提液与发酵基质的质量比为(0.1-20)∶1，搅拌均匀、浸泡0.2-5小时，过滤、分离发酵基质和浸提液，浸提液用于提取产物纤维素酶，浸提后的发酵基质与灭菌后的新鲜发酵基质以(0.05-50)∶1质量比混合后继续发酵，当监测到发酵基质中纤维素酶活性接近最高时再次重复上述浸提、补料及发酵过程。
2.根据权利要求1所述半连续固态发酵-浸提耦合生产纤维素酶方法，其特征在于：所述的发酵基质中木质纤维素原料和麸皮的质量比为(0.05-50)∶1。
3.根据权利要求1所述半连续固态发酵-浸提耦合生产纤维素酶方法，其特征在于：所述纤维素酶产生菌为木霉(Trichoderma)、青霉(Penicillum)、曲霉(Aspergillus)或根霉(Rhizopus)。
CNB2005100022228A 2005-01-18 2005-01-18 半连续固态发酵－浸提耦合生产纤维素酶方法 Expired - Fee Related CN1298846C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005100022228A CN1298846C (zh) 2005-01-18 2005-01-18 半连续固态发酵－浸提耦合生产纤维素酶方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005100022228A CN1298846C (zh) 2005-01-18 2005-01-18 半连续固态发酵－浸提耦合生产纤维素酶方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1632111A CN1632111A (zh) 2005-06-29
CN1298846C true CN1298846C (zh) 2007-02-07

Family

ID=34852939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005100022228A Expired - Fee Related CN1298846C (zh) 2005-01-18 2005-01-18 半连续固态发酵－浸提耦合生产纤维素酶方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1298846C (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101451128B (zh) * 2009-01-06 2012-05-23 中国农业大学 制备降解木质纤维素的酶的方法
MX361395B (es) * 2009-10-08 2018-12-05 Dsm Ip Assets Bv Proceso para la hidrólisis enzimática de material lignocelulósico y fermentación de azúcares.

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1036792A (zh) * 1988-09-23 1989-11-01 山东大学 高活性纤维素酶的制造方法
CN1157853A (zh) * 1996-11-13 1997-08-27 山东大学 高活性纤维素酶的制造方法
CN1327051A (zh) * 2000-06-02 2001-12-19 唐山市冀东溶剂厂 一种生产纤维素酶的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1036792A (zh) * 1988-09-23 1989-11-01 山东大学 高活性纤维素酶的制造方法
CN1157853A (zh) * 1996-11-13 1997-08-27 山东大学 高活性纤维素酶的制造方法
CN1327051A (zh) * 2000-06-02 2001-12-19 唐山市冀东溶剂厂 一种生产纤维素酶的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1632111A (zh) 2005-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101514349B (zh) 一种由竹材纤维制备燃料乙醇的方法
Khalil et al. Production of cellulase by Pleurotus ostreatus and Pleurotus sajor-caju in solid state fermentation of lignocellulosic biomass
CN102210383A (zh) 利用马铃薯加工后的废水、废渣制备菌体蛋白饲料的方法
CN101784668A (zh) 纤维生物质的并行糖化和发酵
CN101220381A (zh) 利用玉米芯或农林废弃物制备木糖醇的方法
Dey et al. Improved production of cellulase by Trichoderma reesei (MTCC 164) from coconut mesocarp-based lignocellulosic wastes under response surface-optimized condition
JP2002186938A (ja) セルロース含有物の処理方法
CN104694587A (zh) 一种由甘蔗渣生产乳酸的方法
CN104726502B (zh) 一种纤维素废弃物生物制备乙醇并联产壳聚糖的方法
CN113729110B (zh) 一种生物质材料高效低成本预处理结合固态发酵方法及在单细胞蛋白饲料生产中的应用
CN113621674B (zh) 利用白酒丟糟生产l-乳酸的方法
CN111944788B (zh) 一种诱导里氏木霉产纤维素酶的方法
Kumar et al. Bioprocessing of cellulosic waste biomass for ethanol production by Chryseobacterium culicis Bp16
CN1298846C (zh) 半连续固态发酵－浸提耦合生产纤维素酶方法
Zoppas et al. Alternatives for cellulase production in submerged fermentation with agroindustrial wastes
CN101250511B (zh) 稀硫酸处理纸浆作为碳源促进里氏木霉合成纤维素酶的方法
CN101054558A (zh) 以提取木糖后的玉米皮水解糖液为原料制备饲料酵母的方法
CN1685924A (zh) 以柑橘皮为原料固态发酵生产饲用复合酶的方法
RU2762425C1 (ru) Способ биоконверсии подсолнечной лузги в кормовой продукт с высоким содержанием белка
KR101255090B1 (ko) 조류 바이오매스의 동시 당화 및 발효공정을 통한 효율적 젖산의 생산방법
CN1884563A (zh) 一种以汽爆秸秆为原料发酵生产柠檬酸的方法
CN1298847C (zh) 电场强化的固态发酵生产纤维素酶方法
CN109593793B (zh) 利用玉米皮作为原料生产乙醇的方法
CN111733197A (zh) 一种植物纤维原料酶水解糖化的方法
CN101544996A (zh) 植物体糖化发酵酒曲(菌体蛋白饲粮)与生醇发酵生产新工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070207

Termination date: 20110118