[发明专利]一种生产甘露聚糖酶的方法及其专用固定化生物膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产甘露聚糖酶的方法及其专用固定化生物膜。

背景技术

甘露聚糖酶作为一种半纤维素酶，是水解甘露聚糖最主要也是最关键的酶，可广泛应用于食品、造纸、饲料、纺织、印染等行业，具有巨大的应用前景和生产价值。目前甘露聚糖酶的生产方式主要是游离细胞的液体发酵和固态发酵，国内有关甘露聚糖酶产量的报道是：32℃下液体培养芽孢杆菌M-21，其产酶水平为1487U/mL(周芳等，食品与发酵工业，2007 Vol.33 No.2)；在适宜条件下发酵罐培养欧文氏杆菌变异菌株CXJZ11-01，产酶水平为3050U/mL(成莉风等，中国麻业科学，2007 Vol.29 No.5)；固态发酵黑曲霉LW-1，产酶水平为24879U/g(李剑芳等，食品与生物技术学报，2007 Vol.26 No.4)。嗜热枯草芽孢杆菌WY45和WY34是甘露聚糖酶的高产菌株，在50℃条件下液体发酵培养，其产甘露聚糖酶的能力分别为2800U/mL(柴萍萍等，中国农业大学学报，2005 Vol.10 No.3)和1105U/mL(Jiang et al.，Carbohydrate Polymers，2006 Vol.66 No.1)。上述发酵方法的缺点是产酶水平低、提取方式复杂及生产成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种固定化生物膜。

本发明所提供的固定化生物膜是将产甘露聚糖酶的枯草芽孢杆菌固定在微孔滤膜上得到的。

所述产甘露聚糖酶的枯草芽孢杆菌可为枯草芽孢杆菌WY34或WY45。

所述微孔滤膜可为聚醚砜膜、尼龙6膜、醋酸纤维素膜或聚丙烯膜。

本发明中所使用的微孔滤膜的孔径可为0.2-0.4μm，厚度为100-160μm。

所述微孔滤膜在固定所述产甘露聚糖酶的枯草芽孢杆菌前，进行如下活化：将所述微孔滤膜在8-12％(体积百分含量)的甲醛溶液中，在35-50℃浸泡3-5h。

本发明的另一个目的是提供一种生产甘露聚糖酶的方法。

本发明所提供的生产甘露聚糖酶的方法是培养固定在所述固定化生物膜上的产甘露聚糖酶的枯草芽孢杆菌，得到甘露聚糖酶。

所述微孔滤膜的单面表面积与所述培养的培养基的体积的比例为1cm²∶1ml-1cm²∶8mL，具体为1cm²∶4mL。

所述培养的培养基可按照如下方法配制：魔芋粉10-30g、酵母提取物3-7g、胰蛋白胨6-12g、KH₂PO₄3-7g、MgSO₄.7H₂O 0.4-0.8g，加水到1000ml，自然pH值。

所述培养具体可为在40-50℃进行旋转半径为12mm、转速为150-220rpm的振荡培养。

本发明中的固定在滤膜上的固定化细胞可进行批次培养，单批次培养后的固定化生物膜经无菌水清洗后，可进行4-8次连续使用，且产酶水平保持在游离细胞产酶水平之上，批次培养固定化枯草芽孢杆菌WY34细胞平均产酶水平为1800-3500U/mL，是游离细胞产酶水平的1.1-2.0倍；批次培养固定化枯草芽孢杆菌WY45细胞平均产酶水平为3025-3990U/mL，是游离细胞产酶水平的1.1-1.4倍。本发明利用膜固定化细胞生产甘露聚糖酶的方法具有操作简单、条件温和、固定效果良好的优点，且产物易分离，并能显著提高细胞的产酶水平，降低生产成本。

附图说明

图1为聚醚砜膜固定化细胞培养18h后7000倍下的电镜图

图2为聚醚砜膜固定化细胞与游离细胞的产酶情况

图3为尼龙6膜固定化细胞培养18h后7000倍下的电镜图

图4为尼龙6膜固定化细胞与游离细胞的产酶情况

图5为醋酸纤维素膜固定化细胞与游离细胞的产酶情况

图6为聚丙烯膜固定化细胞与游离细胞的产酶情况

具体实施方式

实施例1、聚醚砜膜固定化枯草芽孢杆菌产甘露聚糖酶