一种利用竹笋壳制作纤维素酶诱导剂的方法技术

本发明专利技术涉及利用竹笋壳制作纤维素酶诱导剂的方法。具体操作步骤如下：（1）按重量比4:1将竹笋壳干粉和麸皮混和，加水拌匀、灭菌，制成发酵底料；（2）在发酵底料中接入平菇菌种，好氧固态发酵，当菌丝长密长实，发酵完成，得到平菇发酵料；（3）将平菇发酵料烘干至恒重，粉碎，得到纤维素酶诱导粉剂；（4）纤维素酶诱导粉剂可经沸水浸提、浓缩加工成纤维素酶诱导水剂。本发明专利技术的制备工艺流程简单，无需复杂的生产设备，甚至可就地取材，生产成本低。本发明专利技术制得的纤维素酶诱导剂诱导能力强，即使发酵体系中存在葡萄糖依然可以发挥诱导作用；纤维素酶诱导剂可广泛用于纤维素酶的生产和生物有机肥的腐熟。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物工程领域，具体地说是利用发酵工程技术，将竹笋壳粉中的木质纤维素成分转化成易被纤维素酶产生菌吸收的小分子物质，在纤维素酶产生菌生长早期即可诱导其高效合成纤维素酶。
技术介绍
自然界存在很多可以分解木质纤维素的微生物，主要是真菌，如蘑菇和部分霉菌。微生物能分解木质纤维素，是因为其细胞能够合成并分泌纤维素酶。但是纤维素酶是一种诱导酶，而且葡萄糖可以抑制微生物合成纤维素酶，所以纤维素酶产生菌合成纤维素酶的条件是周围环境中有纤维素且不存在葡萄糖。目前，在工业化生产纤维素酶时，发酵前期的基质中往往含有或多或少的葡萄糖，这些葡萄糖会妨碍微生物细胞合成纤维素酶，同时在发酵前期，发酵系统中微生物细胞的浓度也很低，不利于纤维素酶的生产，所以工业化生产纤维素酶的生产工艺是前期积累细胞生物质，中后期产纤维素酶。这种工艺的不足之处在于不能全发酵周期生产纤维素酶，对发酵设备的利用效率不高。
技术实现思路
为了使纤维素酶发酵系统在发酵前期即可大量地产生纤维素酶，本专利技术提供一种利用竹笋壳制作纤维素酶诱导剂的方法。利用竹笋壳制作纤维素酶诱导剂的操作步骤如下：（1）按重量比4:1将竹笋壳干粉和麸皮混和，加水拌匀、灭菌，制成发酵底料；（2）在发酵底料中接入平菇菌种，好氧固态发酵，当菌丝长密长实，发酵完成；发酵底料中的竹笋壳干粉被部分降解，成为平菇发酵料；（3）将平菇发酵料烘干至恒重，粉碎，得到粉状的纤维素酶诱导粉剂；（4）纤维素酶诱导粉剂可经沸水浸提、浓缩加工成纤维素酶诱导水剂。进一步限定的技术条件如下：步骤（1）中竹笋壳干粉过40目筛，按重量比4:1将竹笋壳干粉和麸皮混和，再加入干物质重量2倍的自来水拌匀。步骤（2）中接种量为发酵底料重量的5%，温度28±2℃条件下，培养15d。步骤（3）中将平菇发酵料在80℃温度下烘干。步骤（4）中将纤维素酶诱导粉剂和自来水按重量比1:10混和，加热，沸水浸提20min，静置冷却，取上层清液蒸发浓缩至1/10体积。本专利技术的有益技术效果体现在以下方面：1.本专利技术诱导剂可以作为添加剂掺入普通培养基中，使用量一般为培养基中碳源物质干重的10%，本诱导剂可以在培养基中没有纤维素类物质存在的情况下，诱导纤维素酶产生菌合成纤维素酶，或是在培养基中存在纤维素类物质的情况下，促使纤维素酶产生菌合成纤维素酶的时间提前12h以上。2.本专利技术制得的纤维素酶诱导剂诱导能力强，即使发酵体系中存在葡萄糖依然可以发挥诱导作用。3.本专利技术制得的纤维素酶诱导剂作用谱广，对很多种纤维素酶产生菌都有诱导效应。4.本专利技术的制备工艺流程简单，无需复杂的生产设备，甚至可就地取材，一般农副残余的纤维素物料都可用作生产原料，生产成本低。本专利技术的纤维素酶诱导剂可广泛用于纤维素酶的生产和生物有机肥的腐熟。具体实施方式下面通过实施例，对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术所用的平菇栽培种购自合肥市南七菌种厂；诱导剂性能测定实验中所用黑曲霉菌种购自中国典型培养物保藏中心，拉丁学名分别为Aspergillusniger，保藏号为：CCTCCAF91005。实施例1利用竹笋壳制作纤维素酶诱导剂的具体操作步骤如下：1.发酵底料的制作将竹笋壳冲洗干净，60℃烘箱中烘干，粉碎，过40目筛得竹笋壳干粉，取10g竹笋壳干粉和2.5g麸皮混和，再加入25mL自来水，拌匀，装入250mL锥形瓶中121℃高压蒸汽灭菌60min，冷却，得到发酵底料；2.平菇发酵降解竹笋壳在发酵底料中接入2g平菇菌种，温度30℃、湿度70%条件下，培养15d，当菌丝长密长实，发酵完成；发酵底料中的竹笋壳被部分降解，成为平菇发酵料；3.平菇发酵料后处理将平菇发酵料打散，80℃烘干，粉碎，制得纤维素酶诱导粉剂；4.诱导剂性能测定对照组发酵培养基：葡萄糖1g，NaCl0.05g，KH2PO40.1g，MgSO4·7H2O0.05g，(NH4)2SO40.2g，水100mL。测试组发酵培养基：在对照组培养基中加入0.1g纤维素酶诱导粉剂，其它组分和含量不变。对照组和测试组培养基中分别接入1mL黑曲霉孢子悬液（106孢子/mL），32℃，180r/min培养72h。每12h取样检测发酵液中羧甲基纤维素酶活性。每组做三个平行实验。结果表明，测试组发酵液从12h开始即有羧甲基纤维素酶活性，48h达到峰值（7.63U/mL），一直保持到发酵结束；对照组发酵液在36h才检测出微量活性（0.42U/mL），一直到发酵结束。注：羧甲基纤维素酶活性检测方法参考“轻工行业标准：羧甲基纤维素钠法测定纤维素酶酶活QB2583-2003”，1U羧甲基纤维酶活性定义为，1mL发酵液在1h催化生成1mg还原糖。实施例2利用竹笋壳制作纤维素酶诱导剂的具体操作步骤如下：1、发酵底料的制作将竹笋壳冲洗干净，60℃烘箱中烘干，粉碎，过40目筛得竹笋壳干粉，取500g竹笋壳干粉和125g麸皮，混和，再加入1300mL自来水，拌匀，装入聚乙烯塑料袋中、扎紧，121℃高压蒸汽灭菌60min，冷却，得到发酵底料；2、平菇固态发酵降解竹笋壳在发酵底料中接入100g平菇栽培种，温度28℃、湿度60%条件下，培养15d，当平菇菌丝在发酵底料中长密长实，发酵完成；竹笋壳被部分降解，成为平菇发酵料；3、平菇发酵料后处理将平菇发酵料打散，80℃烘干，粉碎，制得纤维素酶诱导粉剂。4、诱导剂性能测定对照组发酵培养基：葡萄糖1g，NaCl0.05g，KH2PO40.1g，MgSO4·7H2O0.05g，(NH4)2SO40.2g，水100mL。测试组发酵培养基：在对照组培养基中加入0.1g纤维素酶诱导粉剂，其它组分和含量不变。对照组和测试组培养基中分别接入1mL黑曲霉孢子悬液（106孢子/mL），32℃，180r/min培养72h。每12h取样检测发酵液中羧甲基纤维素酶活性。每组做三个平行实验。结果表明，测试组发酵液从12h开始即有羧甲基纤维素酶活性，48h达到峰值（7.02U/mL），一直保持到发酵结束；对照组发酵液在36h才检测出微量活性（0.37U/mL），一直到发酵结束。注：羧甲基纤维素酶活性检测方法及酶活单位定义同实施例1。实施例3利用竹笋壳制作纤维素酶诱导剂的具体操作步骤如下：1、发酵底料的制作将竹笋壳冲洗干净，60℃烘箱中烘干，粉碎，过40目筛得竹笋壳干粉，取500g竹笋壳干粉和125g麸皮，混和，再加入1300mL自来水，拌匀，装入聚乙烯塑料袋中、扎紧，121℃高压蒸汽灭菌60min，冷却，得到发酵底料；2、平菇固态发酵降解竹笋壳在发酵底料中接入100g平菇栽培种，温度28℃、湿度60%条件下，培养15d，当平菇菌丝在发酵底料中长密长实，发酵完成；竹笋壳被部分降解，成为平菇发酵料；3、平菇发酵料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用竹笋壳制作纤维素酶诱导剂的方法，其特征在于操作步骤如下：（1）按重量比4:1将竹笋壳干粉和麸皮混和，加水拌匀、灭菌，制成发酵底料；（2）在发酵底料中接入平菇菌种，好氧固态发酵，当菌丝长密长实，发酵完成，得到平菇发酵料；（3）将平菇发酵料烘干至恒重，粉碎，得到纤维素酶诱导粉剂；（4）纤维素酶诱导粉剂可经沸水浸提、浓缩加工成纤维素酶诱导水剂。

【技术特征摘要】
1.一种利用竹笋壳制作纤维素酶诱导剂的方法，其特征在于操作步骤如下：
（1）按重量比4:1将竹笋壳干粉和麸皮混和，加水拌匀、灭菌，制成发酵底料；
（2）在发酵底料中接入平菇菌种，好氧固态发酵，当菌丝长密长实，发酵完成，得到平菇发酵料；
（3）将平菇发酵料烘干至恒重，粉碎，得到纤维素酶诱导粉剂；
（4）纤维素酶诱导粉剂可经沸水浸提、浓缩加工成纤维素酶诱导水剂。
2.根据权利要求1所述的一种利用竹笋壳制作纤维素酶诱导剂的方法，其特征在于：
步骤（1）中竹笋壳干粉过40目筛，按重量比4:1将竹笋壳干粉和麸皮混和，再加入干物质...

【专利技术属性】
技术研发人员：章建国，魏兆军，胡飞，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34