[发明专利]一种回收利用纤维素酶的方法

说明书

技术领域：

本发明是涉及一种回收利用纤维素酶的工艺，该工艺利用重吸附法对纤维素酶进行了回收利用。

背景技术：

木质纤维素生物炼制燃料乙醇是发展化石燃料替代品最有效可行的技术之一。然而，纤维素酶因其活力低、耗量大和成本高等特点，直接阻碍了纤维素乙醇的商业化进程。现在迫切需要开发纤维素酶回收再利用的工艺来解决这一经济技术难题。

目前，纤维素酶回收利用技术主要包括两种，即超滤膜回收和酶固定化再利用。超滤膜回收可以实现纤维素酶和纤维二糖酶的同时回收，但设备要求高，且操作复杂。酶固定化再利用，纤维固体颗粒与固定化酶接触存在很大的传质障碍，而且固定化酶活稳定性并不是很好。

发明内容：

本发明就是针对上述问题，提供了一种稳定性好的回收利用纤维素酶的方法；该工艺利用重吸附法对酶解液中游离的纤维素酶进行了回收利用。

为实现本发明的上述目的，本发明以玉米芯为底物，分别考察了Tween 80浓度、加酶量和底物浓度对纤维素酶回收利用的影响规律。具体生产步骤为：

1.底物预处理

取一定量玉米芯，按固液比1∶6(w/v)与15wt％的氨水混合均匀，室温下反应16h经过滤，将滤渣洗至中性备用。烘干后的滤渣经组分测定，其组成为葡聚糖46.37％、木聚糖38.31％、木质素9.40％、灰分1.24％。

2.纤维素酶吸附动力学

测定4℃、15℃和30℃的吸附动力学曲线。吸附动力学曲线的测定在50mM乙酸钠缓冲液(pH＝4.8)中进行，以2wt％氨水处理的玉米芯为吸附剂，在恒温水浴中将20FPU纤维素酶悬浮于缓冲液中进行吸附。在0、15、30、60、90、120和180min取1mL样品进行离心，用考马斯亮蓝法测定上清液的蛋白含量。

3.重吸附法回收纤维素酶

在三角瓶中加入一定量的玉米芯和乙酸缓冲液(pH＝4.8，含有一定浓度的Tween 80)，45℃下恒温水浴5min(使反应体系达到恒温)后，加入纤维素酶和纤维二糖酶进行酶解。在120rpm下水浴48h后用玻璃纤维膜(Whatman GF/A)过滤。滤饼用乙酸缓冲液冲洗后再过滤。滤液中的游离酶用相同量的新鲜底物在15℃恒温水浴中吸附2h。过滤后将滤渣悬浮于乙酸缓冲液(含有与第一次酶解相同浓度的Tween 80)中，并且补加纤维二糖酶(纤维二糖酶不具有纤维素特异吸附位点)，在先前条件下酶解。用HPLC分析滤液中糖浓度，操作条件为：HPX-87H色谱柱；流动相：0.005mol/L H₂SO₄；流速：0.6mL/min；柱温：65℃。水解效率和酶回收率按下式计算：

具体实施方式：

本发明以玉米芯为底物，分别考察了Tween 80浓度、加酶量和底物浓度对纤维素酶回收利用的影响规律；

具体生产步骤为：底物预处理；纤维素酶吸附动力学；重吸附法回收纤维素酶；

重吸附法回收纤维素酶的最优工艺条件为：Tween 80浓度：0.25g/g纤维素；加酶量：40FPU/g纤维素；底物浓度：3.6％。在最优条件下，酶回收率可达83％。