[发明专利]一种用于木质纤维素糖化的复合纤维素酶及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于木质纤维素糖化的复合纤维素酶及其制备方法，包括如下步骤：取非洲哈茨木霉MEA‑12与里氏木霉Rut‑C30的纤维素酶液，按β‑葡萄糖苷酶(pNPGase)酶活与滤纸酶(FPase)酶活的合适比例将上述两种纤维素酶液进行复配。实验中，最佳复合纤维素酶配比为：pNPGase/FPase＝0.8；在纤维素酶载量20FPU/g、酶解时间48h的条件下，对木质纤维素酶解糖化效率高达87.4％。本发明所用的产纤维素酶菌株均来自木霉属，两菌株之间互补性强，且复合纤维素酶的制备方法简单，节能环保，酶活性高，对木质纤维素的糖化率高，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物质高值化利用技术领域，尤其涉及一种用于木质纤维素糖化的复合纤维素酶及其制备方法。

背景技术

木质纤维素生物质是生物炼制最丰富的可再生原料，主要包含纤维素和半纤维素，以及大量的木质素。纤维素酶在将木质纤维素生物质转化为可发酵糖以生产化学品和生物燃料的过程中发挥着关键作用。纤维素酶包含复杂的酶系，主要有内切葡聚糖酶(1,4-β-D-glucan glucanohydrolase或endo-1,4-β-D-glucanase，EC3.2.1.4)、外切葡聚糖酶(1,4-β-D-glucan cellobilhydrolase或exo-1,4-β-D-glucannase， EC.3.2.1.91)和β-葡萄糖苷酶(β-1,4-glucosidase，EC.3.2.1.21)。根据C1-Cx假说，上述3种纤维素酶协同作用将纤维素转化为葡萄糖。

然而，在生物炼制过程中纤维素酶的生产成本占很大比例，使之成为限制生物质转化商业化的关键障碍。里氏木霉Rut-C30是公认的一种优秀的纤维素酶工业生产菌种，但其产生的纤维素酶中的β-葡萄糖苷酶活性较低，致使纤维二糖积累，影响了酶解糖化效率。因此，提供一种复合纤维素酶系，以完善里氏木霉酶系，进而有效提高里氏木霉酶系降解纤维素的速度，就显得尤为重要。此外，现有的复合纤维素酶的生产菌株主要来自不同种属，其纤维素酶系与理化性质差异较大，导致稳定性较差且成本较高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种用于木质纤维素糖化的复合纤维素酶及其制备方法。本发明所用的产纤维素酶菌株均来自木霉属，且复合纤维素酶的制备方法简单，节能环保，酶活性高，对木质纤维素的糖化率高，具有良好的应用前景。

本发明首先提供一种用于木质纤维素糖化的复合纤维素酶的制备方法，其特征在于，所述的复合纤维素酶分别由非洲哈茨木霉(T. afroharzianum)MEA-12与里氏木霉(T.reesei)Rut-C30(CICC 13052) 生产获得单菌的纤维素酶，再进行混合所得；其中，非洲哈茨木霉 MEA-12的保藏编号为CGMCC No.21438。

在优选实施方式中，所述复合纤维素酶的β-葡萄糖苷酶活与滤纸酶活的比值为0.6-1.0之间，优选为0.7-0.9，最优选为0.8；更优选地，分别测定两种单菌的纤维素酶的β-葡萄糖苷酶活和滤纸酶活，再根据比例进行混合。

具体实施方式中，所述非洲哈茨木霉MEA-12单菌纤维素酶的制备方法为：非洲哈茨木霉MEA-12在产酶培养基的发酵液，离心取上清即得；优选地，其方法为：

1)取非洲哈茨木霉MEA-12孢子，制成孢子悬浮液；

2)接种至种子培养基中，30℃培养1～3d，得种子发酵液；

3)取种子发酵液，按5％～10％的接种量接种至产酶培养基中， 30℃培养3～5d，12000rpm离心10min，取上清，得粗纤维素酶溶液。

在另一个具体实施方式中，所述里氏木霉Rut-C30生产纤维素酶的制备方法为：里氏木霉Rut-C30在产酶培养基的发酵液，离心取上清即得；优选地，其制备方法如下：

1)取里氏木霉Rut-C30孢子制成孢子悬浮液；