[发明专利]用于生产漆酶的组合物及发酵基质及其生产漆酶的方法

说明书

本发明属于生物发酵技术领域，具体涉及一种用于生产漆酶的组合物及发酵基质及其生产漆酶的方法。用于生产漆酶的组合物，包括污泥和三七渣，其质量比为1:4‑3:2；然后与氮源、硫酸铜、磷酸二氢钾、硫酸镁混合制成发酵基质；发酵基质灭菌后接种菌种进行固态发酵，然后干燥制得漆酶。本发明提供的污泥与三七渣作为或者制备的发酵基质用于生产漆酶与单独采用污泥或三七渣做为发酵基质相比，可以显著提高所产漆酶的酶活，而且变废为宝，不仅减少了其对环境造成的污染，还能提供一种低成本漆酶。

技术领域

本发明属于生物发酵技术领域，具体涉及一种用于生产漆酶的组合物及发酵基质及其生产漆酶的方法。

背景技术

污泥处置是城镇污水处理的重要环节，目前主流的的污泥处理处置技术包括厌氧消化-土地利用、好氧堆肥-土地利用、干化焚烧-建材利用、深度脱水-应急填埋等方法。此外，考虑到污泥组分复杂，富含了大量有机物和氮磷等资源。污泥资源化利用着眼于两个方向，即物质回收和能源利用：污泥可以通过产甲烷、产氢、产热等方式回收能源；也可以通过提取蛋白质、聚羟基脂肪酸（PHA）、磷（P）回收、作为污水脱氮除磷的碳源、提取金属、制生物碳等回收物质。三七是我国传统名贵中药材，也是一种药食两用植物，其根茎可以入药，三七的主要药用组分是皂苷，提取有效成分后的三七渣通常作为废弃物进行处置。经提取总皂苷后的三七渣中仍然含有淀粉、纤维素、蛋白质、氨基酸及各种微量元素等营养物质，将其作为发酵基质进一步开发利用，可以变废为宝，提高资源的利用效率。

漆酶是一类含铜的多酚氧化酶，具有选择性强、催化效率高、反应条件温和、底物专一、产物大多数无毒性及无污染等特点。漆酶能在温和条件下氧化多种类型的有机污染物，在环境保护领域有着比较广泛的应用前景：可以用来制作生物传感器用于环境监测和染料废水脱色，此外，由于漆酶对农药、除草剂以及石油烃有着较强的降解能力，因此，还可以将其用于受有机污染土壤的修复。制约环境保护工作开展的一个重要因素就是污染防治的成本较高，如果能够以废弃生物质资源作为发酵基质用于漆酶的生产就可以降低污染防治工作的成本，促进环保工作的开展。

申请号为201910898330.X的中国发明专利公开了“一种工业化利用杏鲍菇菌糠固体发酵生产漆酶和联产动物饲料的方法”；申请号为201611234544.X的中国发明专利公开了“一种秀珍菇废菌糠粗酶制剂及其在发酵生产乙醇上的应用”；申请号为202011022696.X的中国发明专利公开了“一种以造纸污泥为原料制备负载纳米Cu₂O/漆酶陶粒的方法及其应用”；申请号为201410113038.X的中国发明专利公开了“毛栓菌菌株及其在利用市政脱水污泥生产漆酶中的应用”。

目前没有检索到污泥与三七渣联用作为发酵基质生产漆酶的相关文献。

发明内容

有鉴于此，本发明在于提供一种用于生产漆酶的组合物及其发酵基质，该组合物可以作为发酵基质或者添加适量的配料后作用发酵基质生产漆酶，其中包括城镇污水处理后的污泥以及三七药渣，可以进行废物再利用，生态环保。

具体地，由于三七渣和城镇污水处理厂污泥中都富含营养物质，可以作为发酵基质。但是，采用三七渣作为菌体（如担子菌）发酵的单一底物，营养组成可能不合理（氮源缺乏）、粉碎后的药渣加水混合后存在分散性和透气性较差等缺陷，最终将影响漆酶的生产。城镇污水处理厂产生的脱水污泥中含有大量的有机质，氮源含量较高，保水性较强，但部分重金属含量较高，单独将其作为菌体（如担子菌）发酵基质，菌体的生长状况也不好。因此，可以考虑将三七渣与城镇污水处理厂污泥结合起来，作为混合基质用于担子菌发酵产漆酶。与单一基质相比，混合基质具有稀释潜在的毒性物质，提供合理的碳氮比，改善营养组成以及基质透气性能的优势，从而促进担子菌的生长和产酶。

所述用于生产漆酶的组合物，包括污泥和三七渣，所述污泥和所述三七渣的质量比为1:4-3:2。需要说明的是，此处的质量比为烘干后的污泥和烘干后的三七渣的质量比，在某些具体使用情况下，可以使用未干燥的污泥和未干燥的三七渣作为发酵基质进行使用。