專利名稱：利用糖廠酒精廢液提高纖維素酶活的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用糖廠廢料酒精廢液作為纖維素酶產(chǎn)生菌培養(yǎng)基達(dá)到提高纖維素酶活的方法。
酒精廢液是糖蜜或淀粉等農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)發(fā)酵生產(chǎn)酒精后排放的廢液，其有機(jī)物濃度高、顏色深，耗氧量大，處理困難，是嚴(yán)重的污染源。但酒精廢液富含蛋白質(zhì)、氨基酸、多種糖類和微量元素，也是一種極有利用價(jià)值的資源，可從中提取氨基酸、甘油等多種有用成份，或作為飼料、肥料、色素、建筑減水劑等原料，目前圍繞糖廠酒精廢液的處理和綜合利用，環(huán)保部門和酒精廠的科研人員進(jìn)行過許多方面的研究，也取得了許多成果，如中國專利CN92107109，95103709，96107697，96111883等公布的內(nèi)容，就公開了酒精廢液處理的多種方法，但這些公開文獻(xiàn)所報(bào)道的只是限于酒精廢液在制備飼料，肥料的應(yīng)用。
纖維素酶能將植物纖維分解，在現(xiàn)代科學(xué)中，它被廣泛地應(yīng)用在飼料、食品、造紙、醫(yī)藥、紡織等行業(yè)，目前的研究方向主要是在高活力纖維素酶產(chǎn)生菌菌種選育及培養(yǎng)條件的優(yōu)化等方面，培養(yǎng)條件的優(yōu)化包括選擇適宜的培養(yǎng)基和適宜的條件，從公開報(bào)道的文獻(xiàn)中我們都看到，許多科學(xué)研究者選取了許多種培養(yǎng)基，有的在培養(yǎng)基中加入促長劑如氮源、碳源、營養(yǎng)鹽及誘導(dǎo)物，并找出菌種適宜的培養(yǎng)濃度、溫度、pH等條件，以提高纖維素酶量及酶活，但公開文獻(xiàn)報(bào)道的內(nèi)容中，有的培養(yǎng)時(shí)間長，效果不明顯，有的工藝復(fù)雜，成本較高。
本發(fā)明的目的是提供一種成本低、效果好、方法簡單的，能較大幅度提高纖維素酶活的方法。
本發(fā)明的另一目的是通過對(duì)糖廠酒精廢液的使用，找到一條糖廠廢液綜合利用的路子，更好地做到保護(hù)環(huán)境，徹底治理糖廠廢液廢水。
本發(fā)明人在科學(xué)研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，在纖維素酶產(chǎn)生菌培養(yǎng)過程中將酒精廢液加到培養(yǎng)基，可以大幅度提高纖維素的酶活，并通過一系列實(shí)驗(yàn)表明其與一般常規(guī)方法培養(yǎng)相比，提高酶活5-10倍之多。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的在原料來源豐富、成本較低的植物纖維或農(nóng)作物產(chǎn)品組成的培養(yǎng)基中，加入酒精廢液，混合均勻后經(jīng)滅菌、接入纖維素酶產(chǎn)生菌，在適宜的溫度、pH條件下培養(yǎng)，得到的產(chǎn)物可精制成纖維素酶制劑，也可將其接種到植物纖維中，繼續(xù)擴(kuò)大發(fā)酵培養(yǎng)，制成畜禽飼料或發(fā)酵成肥料。
上述所說的培養(yǎng)基可以選用農(nóng)作物產(chǎn)品如麩皮、谷糠、豆餅，植物纖維包括稻草、麥桿、甘蔗渣、玉米桿、棒、花生藤、棉桿等。
纖維素酶產(chǎn)生菌的種類有很多，本發(fā)明選用的有康寧木霉(Trichoderma koningii)，煙曲霉(Aspergillus fumigatus)、里氏木霉(Trichoderma reesei)，木素木霉(Trichoderma lig-naram)，綠色木霉(Trichoderma vivide)，土曲霉(Aspergillus terreus)，繩壯青霉(Penicillium funicilosum)，擴(kuò)展青霉(Penicillium expansum)，華根霉(Rhizopus chinensis)，根霉(Rhizopus sp.)，多毛霉(Pestalotiopsis westerdijki)，大毛霉(Mucor mrcrdo)等。
上述所說酒精廢液為甘蔗糖廠或甜菜糖廠糖蜜發(fā)酵酒精的廢液，在某些條件下，也可選用淀粉發(fā)酵的酒精廢液，其濃度可選擇為3-85BX，pH3.5-8.0，加入培養(yǎng)基的量可為1％-95％。
纖維素酶產(chǎn)生菌的培養(yǎng)可分固態(tài)、液態(tài)或半固態(tài)發(fā)酵，培養(yǎng)溫度為常溫，最佳為25-37℃，發(fā)酵時(shí)間為24小時(shí)-7天。當(dāng)選擇植物秸桿和農(nóng)作物產(chǎn)品為培養(yǎng)基時(shí)，加入酒精廢液可選濃度稍高的酒精廢液，如30BX-80BX，當(dāng)采用酒精廢液作培養(yǎng)基時(shí)，BX為1-40BX。
本發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)中分析了酒精廢液的成份，發(fā)現(xiàn)酒精廢液中含有一定量的糖類，有機(jī)酸、酵母殘?bào)w、無機(jī)鹽及微量元素，還含有較高的蛋白質(zhì)和氨基酸，這些成份對(duì)培養(yǎng)基的營養(yǎng)成份有了補(bǔ)充，使纖維素酶產(chǎn)生菌在發(fā)酵過程中得到了充足的營養(yǎng)，此外，推測酒精廢液中可能存在一些誘導(dǎo)因子或激活劑，在發(fā)酵中通過協(xié)同作用促進(jìn)了纖維素酶的產(chǎn)生，而在普通的Mandels營養(yǎng)液添加劑水的培養(yǎng)基中，盡管菌絲萌發(fā)快及孢子生長較稠密，但酶活并不及加入酒精廢液的培養(yǎng)基高，目前本發(fā)明人正在對(duì)其誘導(dǎo)因子或激活原因進(jìn)行深入研究，以找出一種更簡易和普遍的提高纖維素酶活的方法。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步為1.提供了一種新的產(chǎn)纖維素酶培養(yǎng)基，能有效地提高纖維素酶活，成本低。
2.能為酒精廢液處理找到一條新的路子，做到廢物利用，減少因排放造成的環(huán)境污染。
3.也能為農(nóng)作物秸稈的綜合利用提供出路，目前的植物秸稈大多數(shù)作堆肥，由于纖維素在通常條件下難消化，如果加入少量纖維素酶，再加入酒精廢液，則能大大縮短堆肥發(fā)酵時(shí)間。
4.可適用于纖維素酶制劑的制取，也可加入到發(fā)酵培養(yǎng)基或飼料和肥料中，操作方法簡單，能廣泛推廣應(yīng)用。
以下描述
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一取糖廠甘蔗渣和麩皮，重量比3∶2，100公斤，加入200公斤20BX，pH4.3的酒精廢液，混合均勻，通入蒸汽滅菌20分鐘，接入纖維素酶產(chǎn)生菌，在28℃時(shí)培養(yǎng)4天，得到固體曲。
實(shí)施例二按重量百分含量比取甘蔗渣3％，麩皮2％，25BX的pH4.5的酒精廢液95％，經(jīng)滅菌，并接入纖維素酶產(chǎn)生菌，在30℃時(shí)發(fā)酵72小時(shí)，可用于制取纖維酶制劑或直接作為畜禽飼料添加劑。
實(shí)施例三取稻草粉10％，花生藤粉10％，麩皮20％和60BX、pH4.8的酒精廢液60％，加水1倍混合后在100℃滅菌5分鐘，接入纖維素酶產(chǎn)生菌，溫度37℃發(fā)酵培養(yǎng)84小時(shí)，可作為飼料或曲種。
實(shí)施例四取甘蔗渣10％，谷糠10％，豆餅10％，和50BX、pH5的酒精廢液70％，加水2倍，混合后滅菌，接入纖維素酶產(chǎn)生菌種，在25℃時(shí)發(fā)酵培養(yǎng)84小時(shí)，得到半固體曲。
實(shí)施例五培養(yǎng)基組成為蔗渣20％，麩皮10％，30BX、pH5.0的酒精廢液70％，經(jīng)滅菌接入菌種，在28℃時(shí)發(fā)酵84小時(shí)。
實(shí)施例六培養(yǎng)基組成為稻草粉18％、麩皮15％、2.5BX、pH5.5的酒精廢液67％，滅菌后接入菌種，在35℃時(shí)發(fā)酵96小時(shí)。
實(shí)施例七培養(yǎng)基組成為玉米桿粉15％、麩皮或谷糠10％、20BX、pH6.0的酒精廢液75％，滅菌后接入菌種，在30℃時(shí)發(fā)酵84小時(shí)。
實(shí)施例八培養(yǎng)基組成為麥桿粉或花生藤粉15％，麩皮13％，35BX、pH4.5的酒精廢液72％加水一倍，滅菌后接入菌種，在32℃時(shí)發(fā)酵96小時(shí)。
實(shí)施例九用Mandels培養(yǎng)基和加10％40BX的pH5.0的酒精廢液進(jìn)行比較，方法與實(shí)施例五相同，測定結(jié)果表明，加入酒精廢液的發(fā)酵物中纖維素酶活可提高近10倍。
實(shí)施例十在麥桿或稻草桿堆肥中，每1000公斤加入實(shí)施例七的發(fā)酵液10公斤和10公斤水，堆肥腐爛效果比普通不加發(fā)酵液的時(shí)間縮短15天。
權(quán)利要求
1.一種提高纖維素酶活的方法，其特征是在纖維素酶產(chǎn)生培養(yǎng)基中加入3-85BX、pH3.5-8.0的酒精廢液，加入量為培養(yǎng)基的1％-95％，在25-37℃培養(yǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高纖維素酶活的方法，其特征是培養(yǎng)基為現(xiàn)有已知的微生物標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基，或者是植物秸稈和農(nóng)作物產(chǎn)品的組合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高纖維素酶活的方法，其特征是纖維素酶培養(yǎng)基為固態(tài)、液態(tài)或半固態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明是一種提高纖維素酶活的方法,它是在培養(yǎng)基中加入糖廠酒精廢液,經(jīng)滅菌,接入纖維素酶產(chǎn)生菌發(fā)酵培育,得到的產(chǎn)品可精制為纖維素酶制劑,也可以直接加入到纖維中發(fā)酵成飼料和農(nóng)用肥,該方法簡單,成本低,能大幅度提高纖維素酶活,而且擴(kuò)大了酒精廢液綜合利用,為處理糖廠廢液提供了新的出路。
文檔編號(hào)C12N9/42GK1262327SQ00114358
公開日2000年8月9日 申請(qǐng)日期2000年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月26日
發(fā)明者梁智群, 陳桂光, 鄒水洋, 黃時(shí)海, 龐宗文, 李湘萍, 楊勝遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)