[发明专利]一种发酵营养助剂、营养助剂在木聚糖酶制备中的应用及应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及发酵技术领域，尤其涉及一种用于提高固态木聚糖酶发酵产量的发酵营养助剂及发酵方法。

背景技术

木聚糖是植物细胞壁中半纤维素的重要组分，占植物碳水化合物总量的三分之一，是继纤维素之后含量第二丰富的多糖，其主链是由多个β-D-吡喃木糖基以木糖苷键相连而成。

广义的木聚糖酶是指可以降解半纤维素木聚糖的一组酶的总称。通常所说的木聚糖酶指内切β-1，4-D木聚糖酶，负责木聚糖骨架碳链的降解。木聚糖经木聚糖酶处理后，部分降解可得到低聚木糖，完全降解则得到以木糖为主的五碳单糖。

在植物性饲料中存在大量的半纤维素。非反刍动物由于缺少相应的消化酶类，几乎不能消化半纤维素。在动物肠道中存在的未消化的半纤维素会使食物的黏度增加，阻碍脂肪和蛋白质等营养物质的消化吸收，降低了饲料的利用率。如果在饲料中加入木聚糖酶，就可以通过降解饲料中的木聚糖，提高饲料的利用率，提高机体的免疫力，改善动物的生产性能。

传统造纸漂白工艺是采用氯及其衍生物等酸性漂白剂来去掉木质素，但是这会导致所排放的造纸废水中含有大量二恶英等强烈致畸致癌的有毒有机氯化物，造成严重的环境污染。如果在化学漂白前，将纸浆用木聚糖酶进行预处理，则会加快纸浆中木质素的释放，促进氯气等漂白剂更有效地作用，从而减少有害化学漂白剂的使用量，并缩短了纸浆处理的时间。

在酿酒原料的外层有纤维素及半纤维素层，这会影响原料内部淀粉的利用。通过木聚糖酶对半纤维素层的作用，有利于淀粉酶对原料内部淀粉的降解，提高淀粉的利用率，增加酒精的产率。此外，在酿造啤酒过程中，由于生产原料中的木聚糖和葡聚糖的影响，会造成麦汁过滤困难，啤酒混浊，啤酒滤膜堵塞等问题。如果在制备麦芽汁的过程中加入木聚糖酶，能使木聚糖降解而破坏植物细胞壁，从而有效释放蛋白酶、淀粉酶等水解酶及细胞内容物，使糖化时间缩短，同时使麦芽汁的黏度降低，提高麦汁的过滤速度及得率。

综上所述，木聚糖酶在饲料行业、制浆造纸、酿酒行业等都显示出了巨大的应用潜力。我国从上世纪80年代开始对木聚糖酶进行研究，但到目前为止，由于木聚糖酶的产量较低，导致木聚糖酶的生产成本依然较高，经济效益差，严重制约了其在以上工业领域中的应用。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种应用于发酵中能显著提高发酵效果的发酵营养助剂。

本发明所要解决的第二个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种发酵营养助剂在木聚糖酶制备中的应用。

本发明所要解决的第三个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种将发酵营养助剂应用到木聚糖酶的发酵中，能显著提高木聚糖酶产量的方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：

一种发酵营养助剂，包含以下营养成分(g/L)：甜菜碱80～120、维生素A0.1～0.4、维生素B₁0.1～0.4、维生素B₆0.05～0.15、维生素B₁₂0.05～0.15、维生素D₃0.1～0.3、维生素E 0.1～0.6、维生素K₃0.1～0.3和烟酸0.5～0.8。

作为一种优选，所述甜菜碱为无水甜菜碱、一水甜菜碱、盐酸盐甜菜碱、磺酸甜菜碱、磷酸盐甜菜碱中的一种或几种的混合物。

为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：

发酵营养助剂在木聚糖酶制备中的应用，将所述发酵营养助剂以300～500g/Kg固体基质的添加量加入到发酵培养基中。

为解决上述第三个技术问题，本发明的技术方案是：

一种发酵营养助剂在发酵制备木聚糖酶中的应用方法，包括以下步骤：

(1)种子培养：将种子培养基在121℃灭菌20分钟，降温至28～32℃后接入黑曲霉孢子悬浮液，在搅拌条件下培养2～3天。

(2)配制发酵培养基：按照干基为50～70wt％酒糟和30～50wt％麦麸的比例配制固体基质，将生长限制因子用少量水溶解后添加到所述固体基质中，在121℃灭菌20分钟，再相对每1Kg固体基质加入300～500g的发酵营养助剂，然后补充无菌水至发酵培养基含水量为35～50wt％。

(3)发酵培养：将步骤(1)得到的种子液，按照100～200mL/Kg固体基质的接种量接种入步骤(2)得到的发酵培养基中，在温度为28～32℃开始发酵培养，发酵总时间3.5～4.5天。