[发明专利]一种生产高活力β-葡萄糖苷酶的培养方法

说明书

技术领域

本发明属于微生物制造的技术领域，涉及一种生产高活力β-葡萄糖苷酶的发酵培养方法。

背景技术

随着不可再生的化石能源的日渐枯竭，越来越多的研究都集中到了新能源的开发和利用。生物质能由于其来源丰富，成本低廉和可再生性而备受青睐。纤维素作为地球上最为丰富的可再生资源，为生物质能提供丰富的来源。据报道，全球每年的光合作用产生的纤维素总量可达10¹¹吨。但是，纤维素是由葡萄糖分子以1，4-糖苷键结合而成的线状高分子聚合物。纤维素分子难以直接被利用，需经过降解成小分子糖类物质后才可被利用。纤维素可直接通过酸、碱处理或通过酶法处理降解。酶法降解纤维素由于无污染、低能耗的优点而逐渐取代酸、碱处理方法。在利用纤维素酶降解纤维素的过程中，作为纤维素酶组分之一的β-葡萄糖苷酶可将由葡聚糖酶降解得到的纤维二糖水解成葡萄糖，从而去除其对葡聚糖酶的抑制作用，因而有效提高纤维素的降解效率。

除了在纤维素降解中的应用外，β-葡萄糖苷酶还有多种用途。在果汁行业中，人们利用β-葡萄糖苷酶对糖苷键的作用增加果汁的香气；在食品行业中，人们利用它对一些生氰物质降解以脱除食品加工原料的毒性。因此，对β-葡萄糖苷酶的研究具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效生产β-葡萄糖苷酶的培养方法，该方法是利用廉价的纤维素原料玉米芯生产的β-葡萄糖苷酶，酶活力水平达到国内领先水平。该菌株的培养方法所用原料成本低，易于获取，发酵周期短，产品质量稳定，能够用于工业化生产。

具体而言，本发明提供了一种生产高活力β-葡萄糖苷酶的培养方法，包括以下步骤：

步骤一、制备菌种孢子悬浮液；

步骤二、将所述菌株孢子悬浮液接种于装有发酵培养液的250ml三角摇瓶中，所述发酵培养液中包含质量百分比为2％～8％的碳源、0.1％～5％的有机氮源、0～2％的无机氮源、以及0.0001％～10％的无机盐，且所述发酵培养液的PH值调节在3.0～5.0之间；

步骤三、在摇床上震荡旋转所述三角摇瓶，并使所述菌株在所述发酵培养液中发酵一定的时间。

优选的是，所述的生产高活力β-葡萄糖苷酶的培养方法中，在所述步骤一中，所述的菌种为黑曲霉，现保存于中国科学院微生物研究所普通菌种保藏中心，并且本发明使用的黑曲霉包括与之相关的所有可能变种。。

优选的是，所述的生产高活力β-葡萄糖苷酶的培养方法中，在所述步骤二中，所述发酵培养液的温度控制在26～30℃之间。

优选的是，所述的生产高活力β-葡萄糖苷酶的培养方法中，在所述步骤三中，所述容器的转速控制在100～250转/分。

优选的是，所述的生产高活力β-葡萄糖苷酶的培养方法中，在所述步骤三中，发酵时间控制为60～200小时。

优选的是，所述的生产高活力β-葡萄糖苷酶的培养方法中，还包括：步骤四，将发酵后的黑曲霉的发酵培养液在5000转/分下离心10分钟，并收集上清液为粗酶液，然后测定粗酶液中的β-葡萄糖苷酶活力。

优选的是，所述的生产高活力β-葡萄糖苷酶的培养方法中，所述碳源为：包含玉米芯、麸皮、玉米秸秆和/或小麦秸秆在内的纤维素原料；包含葡萄糖、木糖、乳糖、甘露糖和/或麦芽糖在内的糖；或糖醇，甘油；或有机酸，醋酸；或低分子醇，乙醇。

优选的是，所述的生产高活力β-葡萄糖苷酶的培养方法中，所述碳源质量百分比含量为3％～5％。

优选的是，所述的生产高活力β-葡萄糖苷酶的培养方法中，氮源为：所述有机氮源为酵母粉、蛋白胨、玉米浆、酵母膏和/或尿素；所述无机氮源为硫酸铵、氯化铵和/或硝酸铵。

优选的是，所述的生产高活力β-葡萄糖苷酶的培养方法中，所述发酵培养液中，所述有机氮源和所述无机氮源中总氮质量百分比含量为1％.

优选的是，所述的生产高活力β-葡萄糖苷酶的培养方法中，所述无机盐包括磷酸二氢钾，硫酸镁和/或氯化钙。

本发明提供的培养方法制得的β-葡萄糖苷酶活力水平高，成本低，质量稳定，无毒无污染，可在食品、医药以及生物能源等行业广泛应用，而且具有生产工艺简单，操作简便，原料来源容易，对环境无污染的优势，可用于大规模生产。

附图说明

图1为玉米芯浓度对产生的β-葡萄糖苷酶的活力的影响的示意图。

具体实施方式