[发明专利]利用制浆黑液半纤维素制备木聚糖酶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物发酵和酶工程技术领域，特别是一种利用制浆黑液半纤维素制备木聚糖酶的方法。

背景技术

木聚糖酶是降解木聚糖的核心酶，可以任意降解木聚糖主链骨架内部的β- 1, 4 木糖苷键,获得木二糖和低聚木糖，以及少量的木糖、阿拉伯糖和甘露糖。木聚糖酶来源丰富，大多数微生物都可分泌木聚糖酶，已报道的能产木聚糖酶的微生物有细菌、青霉、链霉菌、曲霉、木霉等。

木聚糖酶在饲料、食品、纺织、造纸和日用化工等行业都有着极其广泛的用途。可添加到饲料中，其效果已得到公认，欧洲国家的饲料中90%以上添加了木聚糖酶；可促进果汁和啤酒的澄清；可用于制备低聚木糖；可作为食品添加剂，在烘烤食品中代替卵磷脂而提高烘烤物品的质量；可用于造纸工业无氯生物制浆和预漂白，可增加纸张的亮度而不影响纸张的强度，市场容量很大。目前国内生产木聚糖酶的厂家较少，酶活力单位较低，质量不稳定，木聚糖酶产品主要依靠进口。

黑液即制浆蒸煮废液中含有大量的半纤维素。制浆植物原料主要由纤维素、木质素和半纤维素三大成分组成，以甘蔗渣为例，蔗渣的主要成分是纤维素及半纤维素，含丰富的多糖类物质，其中纤维素含量达45%～50%，半纤维素22%～30%，表皮组织的木质素含量约19%～23%，制浆的目的主要是利用其中的纤维素。在化学法制浆过程中，木质素和半纤维素组分在化学品的作用下从原料中溶出形成黑液，不同来源的黑液其COD浓度15.0～160g/L之间， 若黑液不能得到有效的处理或者利用而直接排放，不仅严重污染了环境，而且造成了大量资源的浪费。以往对黑液的利用研究主要集中在木质素方面,而对黑液中半纤维素资源的利用则较少报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用制浆黑液半纤维素制备木聚糖酶的方法。该方法利用糖厂的废糖蜜酒精从蔗渣制浆黑液中回收半纤维素，以制浆黑液半纤维素作为发酵产酶碳源，诱导灰浅红链霉菌Streptomyces griseorubens LH-3产木聚糖酶，定向制备无纤维素酶的木聚糖酶。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明利用制浆黑液半纤维素制备木聚糖酶的方法，其特征在于，利用灰浅红链霉菌（Streptomyces griseorubens ）LH-3作为菌种，以制浆黑液半纤维素作为发酵产酶碳源；所述的灰浅红链霉菌是从微生物保藏中心购买来，经过驯化培养，使其适应制浆黑液半纤维素，诱导灰浅红链霉菌产木聚糖酶，定向制备无纤维素酶的木聚糖酶，包括如下步骤：

（1）灰浅红链霉菌种保藏：将灰浅红链霉（Streptomyces griseorubens ）LH-3菌株接种在斜面培养基上，在28～30℃恒温箱中培养7天后，置于冰箱内4℃以下保藏；

（2）菌株的选育：将保藏的菌种涂布于固体平板培养基上，在pH8.0，37℃的条件下培养3-7天，根据透明圈的大小挑选菌株，挑取透明圈大且明显的菌落转接到斜面培养基，再进行驯化培养；

（3）灰浅红链霉接种驯化培养：取出保藏的菌种，解冻后量取100μL菌液在无菌条件下接种于250mL三角培养瓶中，三角培养瓶内装有50mL种子培养基，然后在摇床转速为160r/min，pH 8.0，温度为37℃的条件下培养24小时，得灰浅红链霉菌种备用；命名该菌种为灰浅红链霉菌LH-3；

（4）接种发酵培养：将种子培养基菌种的菌液接种于液体发酵培养基中进行摇瓶培养，20%装液量，14%接种量，培养条件为：温度为33～35℃，pH9.0，摇床转速为160r/min，培养4天；

（5）酶液制备：将发酵培养液经离心，取上清液，用滤纸过滤上清液，即得粗酶液。

以上所述的制浆黑液半纤维素的制备方法为取一定量的甘蔗渣制浆黑液，用99％乙酸调pH至8.0，加入适量的废糖蜜酒精至出现大量沉淀，放入冰箱中冷却5h，离心，用纯水洗涤沉淀两次，再离心后除去上清液，即得制浆黑液半纤维素。

以上所述的斜面培养基的重量百分含量为牛肉膏0.5%、蛋白胨1%、NaCl0.5%、琼脂2%，其余是水。