一种 β- 葡聚糖酶的生产方法 技术领域 本发明涉及一种 β- 葡聚糖酶 (β-glucanase) 的生产方法, 属于生物 酶制剂生产技术领域。
背景技术 β- 葡聚糖酶是非淀粉类水解酶, 是水解 β- 葡聚糖分子中的 (1 → 3) 和 (1 → 4)-β 糖苷键, 使之降解为小分子, 失去亲水性和黏性的产物。 β- 葡聚糖酶广泛应 用于啤酒、 饲料、 食品、 医药、 环保等工业, 随着国民经济的快速发展, 其用途越来越广。
β- 葡聚糖酶主要采用微生物发酵法生产 ; 通常采用固体发酵法和液体深层发酵 法。固体发酵法应用较早, 由于其劳动强度大、 控制难度大、 产品质量尤其是卫生指标不稳 定等原因, 已逐步被液体深层发酵法取代 ; 但液体深层发酵法投资大, 生产成本高, 其中主 原料占到生产成本的 60% ; 投一罐主原料仅仅发酵一次, 所产生的滤渣少量用来作饲料添 加剂, 大部分废弃。由于液体深层发酵法生产 β- 葡聚糖酶存在成本偏高问题, 导致市场售 价高, 直接影响市场开发与产品应用。
发明内容 本发明的目的是提供一种重复利用滤渣, 降低 β- 葡聚糖酶生产成本 的 β- 葡聚糖酶的生产方法。
本发明实现上述目的所采取的技术方案是 :
一 种 β- 葡 聚 糖 酶 (β-glucanase) 的 生 产 方 法,利 用 李 氏 木 霉 (Trichodermareesei) 作为菌种, 以微晶纤维素、 玉米浆、 磷酸二氢钾、 硫酸铵和碳酸钙为原 料, 进行液体深层发酵生产 β- 葡聚糖酶, 发酵滤液经板框过滤, 得到滤渣与 β- 葡聚糖酶 液; 所得 β- 葡聚糖酶液再经过超滤浓缩和喷雾干燥后得粉状 β- 葡聚糖酶产品 ; 所得滤 渣全部用于替代微晶纤维素作为主原料, 重新进行液体深层发酵生产 β- 葡聚糖酶 ; 循环 反复, 滤渣重复利用一至五次 ; 具体包括下述步骤 :
A、 菌种制备与扩大培养
A.1 将李氏木霉试管斜面菌种在无菌条件下转入已制备好的以 PDA 为培养基的 500ml 茄瓶中, pH5.0 ~ 5.8 ; 灭菌条件 : 121 ℃保温 30 分钟 ; 28 ℃~ 30 ℃培养 5 ~ 7 天备 用;
A.2 用 6 立方米种子罐对菌种扩大培养
将工业级的微晶纤维素 58 ~ 62kg、 玉米浆 73 ~ 78kg、 磷酸二氢钾 17 ~ 19kg 和硫 酸铵 14.5 ~ 15.5kg 分别投入 6 立方米种子罐内, 用自来水定容到 2.8 ~ 3.2 立方米 ; 搅拌 均匀 ; 然后用蒸汽直接灭菌, 120 ~ 121℃保温 30 ~ 33 分钟, 再降温到 30 ~ 32℃ ; 接入按 步骤 A.1 所得的 6 瓶 500ml 茄瓶的李氏木霉菌种 ; 在风量为 1 ∶ 0.6、 温度为 30℃~ 32℃, 罐压力为 0.06 ~ 0.08Mpa 条件下培养 32 ~ 36 小时, 得扩大培养的李氏木霉菌种备用 ;
B、 用 60 立方米发酵罐发酵生产 β- 葡聚糖酶
B.1 将工业级的微晶纤维素 2300 ~ 2450kg、 玉米浆 950 ~ 1050kg、 磷酸二氢钾 230 ~ 250kg、 硫酸铵 190 ~ 210kg 与碳酸钙 19 ~ 21kg 分别投入 60 立方米发酵罐内, 用 自来水定容到 39 ~ 42 立方米 ; 搅拌均匀, PH4.0 ; 然后用蒸汽直接灭菌, 113 ~ 115℃保温 30 ~ 33 分钟, 再降温到 29 ~ 31℃ ; 将步骤 A.2 所得扩大培养的李氏木霉菌种全部接入 ; 在风量比为 1 ∶ 0.17 ~ 0.18、 温度为 27℃~ 29℃, 罐压力为 0.06 ~ 0.08Mpa 条件下培养
138 ~ 148 小时, 得发酵液 ; 利用板框过滤机将发酵液进行固液分离, 得一次滤渣与 β- 葡 聚糖酶清液 ; 所述风量比是一立方米发酵液与每分钟所需要的进气量之比 ;
B.2 将步骤 B.1 所得的含水量为 42 ~ 50%的全部一次滤渣, 玉米浆 880 ~ 930kg, 磷酸二氢钾 190 ~ 210kg, 硫酸铵 152 ~ 168kg 与碳酸钙 15.5 ~ 16.5kg 分别投入 60 立方米 发酵罐内, 用自来水定容到 39 ~ 42 立方米 ; 搅拌均匀, PH4.0, 然后用蒸汽直接灭菌, 113 ~ 115℃保温 30 ~ 33 分钟, 再降温到 29 ~ 31℃, 接入按步骤 A.2 制备的另一罐 6 立方米种 子罐扩大培养的李氏木霉菌种, 在风量为 1 ∶ 0.17 ~ 0.18、 温度为 27℃~ 29℃, 罐压力为 0.06 ~ 0.08Mpa 条件下培养 138 ~ 148 小时, 得发酵液 ; 利用板框过滤机将发酵液进行固 液分离, 得二次滤渣与 β- 葡聚糖酶清液。
C、 β- 葡聚糖酶的提纯
将步骤 B.1 或 B.2 所得 β- 葡聚糖酶清液采用分子量为 10000 道尔顿的超滤膜进 行浓缩至 9 ~ 11 倍 ; 然后采用压力式喷雾塔喷雾干燥 ; 工艺条件 : 进口温度 125 ~ 135℃, 出口温度 55 ~ 60℃, 干燥所得即为粉状 β- 葡聚糖酶产品。
为了随时掌握所生产的 β- 葡聚糖酶的质量技术指标, 本发明还包括步骤 :
D、 β- 葡聚糖酶的检测
酶活力单位定义 : 在测定条件下, 每小时水解 β- 葡聚糖产生 1mg 还原糖所需酶量 定义为一个酶活力单位 (u)。
酶活力检测方法 : 采用 DNS 法。
为了充分利用微晶纤维素的有效成分, 更多地获取 β- 葡聚糖酶, 本发明的步骤 B.2 的后面还包括步骤 :
B.3 将步骤 B.2 所得的含水量为 42 ~ 50%的全部二次滤渣, 玉米浆 840 ~ 920kg, 磷酸二氢钾 152 ~ 168kg, 硫酸铵 133 ~ 147kg, 碳酸钙 15.5 ~ 16.5kg 分别投入 60 立方米 发酵罐内, 用自来水定容到 39 ~ 42 立方米 ; 搅拌均匀, 其它工艺条件按步骤 B.2, 得三次滤 渣与 β- 葡聚糖酶清液。
为了更充分地利用微晶纤维素的有效成分, 更多地获取 β- 葡聚糖酶, 本发明的 步骤 B.3 的后面还包括步骤 :
B.4 将步骤 B.3 所得的含水量为 42 ~ 50%的全部三次滤渣, 玉米浆 820 ~ 900kg, 磷酸二氢钾 133 ~ 147kg, 硫酸铵 114 ~ 126kg, 碳酸钙 13.5 ~ 14.5k kg 分别投入 60 立方 米发酵罐内, 用自来水定容到 39 ~ 42 立方米 ; 搅拌均匀, 其它工艺条件按步骤 B.2, 得四次 滤渣与 β- 葡聚糖酶清液。
为了进一步地利用微晶纤维素的有效成分, 更多地获取 β- 葡聚糖酶, 本发明的 步骤 B.4 的后面还包括步骤 :
B.5 将步骤 B.4 所得的含水量为 42 ~ 50%的全部四次滤渣, 玉米浆 790 ~ 820kg, 磷酸二氢钾 117 ~ 126kg, 硫酸铵 95 ~ 105kg, 碳酸钙 11.5 ~ 12.5k kg 分别投入 60 立方 米发酵罐内, 用自来水定容到 39 ~ 42 立方米 ; 搅拌均匀, 其它工艺条件按步骤 B.2, 得五次 滤渣与 β- 葡聚糖酶清液。
为了更进一步地利用微晶纤维素的有效成分, 进一步获取 β- 葡聚糖酶, 本发明 的步骤 B.5 的后面还包括步骤 :
B.6 将步骤 B.5 所得的含水量为 42 ~ 50%的全部五次滤渣, 玉米浆 770 ~ 830kg,磷酸二氢钾 95 ~ 105kg, 硫酸铵 76 ~ 85kg, 碳酸钙 9.5 ~ 10.5k kg 分别投入 60 立方米发 酵罐内, 用自来水定容到 39 ~ 42 立方米 ; 搅拌均匀, 其它工艺条件按步骤 B.2, 得六次滤渣 与 β- 葡聚糖酶清液。
同理, 需要对步骤 B.3 至 B.6 所得的 β- 葡聚糖酶清液提纯, 将步骤 B.3 至 B.6 所 得的 β- 葡聚糖酶清液采用分子量为 10000 道尔顿的超滤膜进行浓缩至 9 ~ 11 倍 ; 然后采 用压力式喷雾塔喷雾干燥得粉状 β- 葡聚糖酶产品 ; 工艺条件 : 进口温度 125 ~ 135℃, 出 口温度 55 ~ 60℃。
各步骤所使用的滤渣是不超过 8 小时的新鲜滤渣。
为了消除发酵过程中所产生的泡沫, 在步骤 B.1 至步骤 B.6 的 60 立方米发酵罐内 还加入 5 ~ 6kg 的棉油作为消泡剂。
第六次滤渣经干燥至水分小于 8%用于动物饲料添加剂。
本发明以微晶纤维素为主原料, 进行液体深层发酵生产 β- 葡聚糖酶产生的滤渣 为一次滤渣, 用一次滤渣替代微晶纤维素作为主原料进行发酵生产 β- 葡聚糖酶, 产生的 滤渣为二次滤渣, 又用二次滤渣替代微晶纤维素作为主原料进行发酵生产 β- 葡聚糖酶, 依次类推, 共计反复利用五次滤渣, 即第一~五次滤渣全部返回发酵作为主原料代替微晶 纤维素, 仅将第六次滤渣经干燥后用于动物饲料添加剂。那么, 本办法, 经板框过滤机过滤 后所得滤渣可以重复利用五次, 重复利用菌渣发酵生产的 β- 葡聚糖酶的发酵主要技术指 标与首次使用微晶纤维素的发酵指标相当。表 1 是首次使用微晶纤维素作为发酵主原料及 各次回用滤渣所得的 β- 葡聚糖酶活力测试数据。
表1 主原料 微晶纤维素 一次滤渣 二次滤渣 三次滤渣 四次滤渣 五次滤渣 发酵周期 ( 小时 ) 138 ~ 145 139 ~ 145 138 ~ 142 138 ~ 145 140 ~ 145 142 ~ 148 β- 葡聚糖酶活力 (u/ml) 596330 615589 597592 617119 604282 594546本发明极大的降低了 β- 葡聚糖酶的生产成本, 相当于投一罐主原料发酵生产 6 罐产品, 产品主原料成本降低 83.3% ; 同时大幅度降低了废渣量, 废渣减少了 83.3% ; 且所 产生的废渣全部用作动物饲料添加剂, 无环境污染。
附图说明 图 1β- 葡聚糖酶生产工艺流程示意图。
具体实施方式 参见图 1 : 本发明提供的一种 β- 葡聚糖酶的生产方法, 利用李氏
木霉作为发酵菌种, 以微晶纤维素及玉米浆、 磷酸二氢钾、 硫酸铵和碳酸钙为原料, 进行液 体深层发酵生产 β- 葡聚糖酶, 发酵滤液经板框过滤机过滤, 得到滤渣与 β- 葡聚糖酶液 ; 所得 β- 葡聚糖酶液再经过超滤浓缩和喷雾干燥后得粉状 β- 葡聚糖酶产品 ; 所得滤渣全 部用于替代微晶纤维素作为主原料, 重新进行液体深层发酵生产 β- 葡聚糖酶 ; 循环反复, 滤渣重复利用一至五次 ;
为了使附图简洁, 将玉米浆、 磷酸二氢钾、 硫酸铵和碳酸钙合称为营养盐。
实施例 1
A.1 将李氏木霉试管斜面菌种在无菌条件下转入已制备好的以 PDA 为培养基的 500ml 茄瓶中, pH5.1 ; 121℃保温 30 分钟灭菌 ; 28℃培养 6 天备用 ;
A.2 用 6 立方米种子罐对菌种扩大培养
将工业级的微晶纤维素 60kg、 玉米浆 75kg、 磷酸二氢钾 18kg 和硫酸铵 15kg 分别 投入 6 立方米种子罐内, 用自来水定容到 3 立方米 ; 搅拌均匀 ; 然后用蒸汽直接灭菌, 121℃ 保温 30 分钟, 再降温至 32℃ ; 接入按步骤 A.1 所得的 6 瓶 500ml 茄瓶的李氏木霉菌种 ; 在 风量为 1 ∶ 0.6、 温度为 30℃~ 32℃, 罐压力为 0.06 ~ 0.08Mpa 条件下培养 34 小时, 得扩 大培养的李氏木霉菌种备用 ; B.1 将工业级的微晶纤维素 2400kg、 玉米浆 1000kg、 磷酸二氢钾 240kg、 硫酸铵 200kg 与碳酸钙 20kg 分别投入 60 立方米发酵罐内, 用自来水定容到 41 立方米 ; 搅拌均匀, PH4.0 ; 然后用蒸汽直接灭菌, 115℃保温 30 分钟, 再降温到 30℃; 将步骤 A.2 所得扩大培养 的李氏木霉菌种全部接入 ; 在风量为 1 ∶ 0.18、 温度为 27℃, 罐压力为 0.068Mpa 条件下培 养 141 小时, 得发酵液 ; 测得发酵液 β- 葡聚糖酶活力为 596330u/ml ; 利用 80 平方米聚丙 烯板框过滤机将发酵液进行固液分离, 得一次滤渣与 β- 葡聚糖酶清液 ;
β- 葡聚糖酶清液采用分子量为 10000 道尔顿的超滤膜进行浓缩至 10 倍 ; 然后 采用压力式喷雾塔喷雾干燥 ; 工艺条件 : 进口温度 125 ℃, 出口温度 58 ℃, 干燥得到粉状 β- 葡聚糖酶产品 530kg。
第二批李氏木霉菌种培养扩大 :
A.1 将李氏木霉试管斜面菌种在无菌条件下转入已制备好的以 PDA 为培养基的 500ml 茄瓶中, pH5.5 ; 121℃保温 30 分钟灭菌 ; 30℃培养 5 天备用 ;
A.2 用 6 立方米种子罐对菌种扩大培养
将工业级的微晶纤维素 62kg、 玉米浆 76kg、 磷酸二氢钾 17kg 和硫酸铵 14.5kg 分 别投入 6 立方米种子罐内, 用自来水定容到 2.8 立方米 ; 搅拌均匀 ; 然后用蒸汽直接灭菌, 120℃保温 33 分钟, 再降温至 31℃ ; 接入按步骤 A.1 所得的 6 瓶 500ml 茄瓶的李氏木霉菌 种; 在风量为 1 ∶ 0.6、 温度为 30℃~ 32℃, 罐压力为 0.06 ~ 0.08Mpa 条件下培养 33 小时, 得扩大培养的李氏木霉菌种备用 ;
再按下述步骤制作 β- 葡聚糖酶 :
B.2 将步骤 B.1 所得的全部一次滤渣, 该一次滤渣的含水量为 46.3 %, 玉米浆 920kg, 磷酸二氢钾 200kg, 硫酸铵 161kg 与碳酸钙 16kg 分别投入 60 立方米发酵罐内, 用自 来水定容到 39 立方米 ; 搅拌均匀, PH4.0, 然后用蒸汽直接灭菌, 113℃保温 32 分钟, 再降温 到 29℃, 接入按第二批步骤 A.2 制备的 6 立方米种子罐扩大培养的李氏木霉菌种, 在风量为 1 ∶ 0.17 ~ 0.18、 温度为 27℃~ 29℃, 罐压力为 0.06 ~ 0.08Mpa 条件下培养 138 小时, 得
发酵液 ; 测得发酵液 β- 葡聚糖酶活力为 615589u/ml ; 利用 80 平方米聚丙烯板框过滤机将 发酵液进行固液分离, 得二次滤渣与 β- 葡聚糖酶清液。
β- 葡聚糖酶清液再采用分子量为 10000 道尔顿的超滤膜进行浓缩至 9 倍, 然后 采用压力式喷雾塔喷雾干燥 ; 工艺条件 : 进口温度 128 ℃, 出口温度 55 ℃, 干燥得到粉状 β- 葡聚糖酶产品 536kg。
第三批李氏木霉菌种培养扩大 :
A.1 将李氏木霉试管斜面菌种在无菌条件下转入已制备好的以 PDA 为培养基的 500ml 茄瓶中, pH5.8 ; 121℃保温 30 分钟灭菌 ; 30℃培养 7 天备用 ;
A.2 用 6 立方米种子罐对菌种扩大培养
将工业级的微晶纤维素 58kg、 玉米浆 75kg、 磷酸二氢钾 18.5kg 和硫酸铵 14.5kg 分别投入 6 立方米种子罐内, 用自来水定容到 3.2 立方米 ; 搅拌均匀 ; 然后用蒸汽直接灭 菌, 120℃保温 33 分钟, 再降温至 31℃ ; 接入按第三批步骤 A.1 所得的 6 瓶 500ml 茄瓶的李 氏木霉菌种 ; 在风量为 1 ∶ 0.6、 温度为 30℃~ 32℃, 罐压力为 0.06 ~ 0.08Mpa 条件下培 养 35 小时, 得扩大培养的李氏木霉菌种备用 ;
再按下述步骤制作 β- 葡聚糖酶 : B.3 将全部含水量为 50 %的二次滤渣, 玉米浆 830kg, 磷酸二氢钾 166kg, 硫酸铵 136kg, 碳酸钙 15kg, 棉油 6kg 分别投入 60 立方米发酵罐内, 用自来水定容到 40 立方米 ; 搅 拌均匀, PH4.0, 然后用蒸汽直接灭菌, 114℃保温 31 分钟, 再降温到 30℃, 接入按第三次步 骤 A.2 制备的 6 立方米种子罐扩大培养的李氏木霉菌种, 在风量为 1 ∶ 0.17 ~ 0.18、 温度为 27℃~ 29℃, 罐压力为 0.06 ~ 0.08Mpa 条件下培养 138 小时, 得发酵液 ; 测得发酵液 β- 葡 聚糖酶活力为 597384u/ml ; 利用 80 平方米聚丙烯板框过滤机将发酵液进行固液分离, 得三 次滤渣与 β- 葡聚糖酶清液。
将 β- 葡聚糖酶清液再采用分子量为 10000 道尔顿的超滤膜进行浓缩至 9.5 倍, 然后采用压力式喷雾塔喷雾干燥 ; 工艺条件 : 进口温度 129℃, 出口温度 58℃, 干燥得到粉 状 β- 葡聚糖酶产品 528kg。
第四批李氏木霉菌种培养扩大 :
A.1 同实施例 1 ;
A.2 用 6 立方米种子罐对菌种扩大培养 ; 同实施例 1 ;
再按下述步骤制作 β- 葡聚糖酶 :
B.4 将全部含水量为 51 %的三次滤渣, 玉米浆 900kg, 磷酸二氢钾 147kg, 硫酸铵 118kg, 碳酸钙 14.5kg 分别投入 60 立方米发酵罐内, 用自来水定容到 42 立方米 ; 搅拌均匀, PH4.0, 然后用蒸汽直接灭菌, 115℃保温 30 分钟, 再降温到 30℃, 接入按第四批步骤 A.2 制 备的 6 立方米种子罐扩大培养的李氏木霉菌种, 在风量为 1 ∶ 0.17 ~ 0.18、 温度为 27℃~ 29℃, 罐压力为 0.06 ~ 0.08Mpa 条件下培养 138 小时, 得发酵液 ; 测得发酵液 β- 葡聚糖酶 活力为 609826u/ml ; 利用 80 平方米聚丙烯板框过滤机将发酵液进行固液分离, 得四次滤渣 与 β- 葡聚糖酶清液。
将 β- 葡聚糖酶清液再采用分子量为 10000 道尔顿的超滤膜进行浓缩至 10 倍, 然 后采用压力式喷雾塔喷雾干燥 ; 工艺条件 : 进口温度 130℃, 出口温度 55℃, 干燥得到粉状 β- 葡聚糖酶产品 538kg。
第五批李氏木霉菌种培养扩大 :
A.1 将李氏木霉试管斜面菌种在无菌条件下转入已制备好的以 PDA 为培养基的 500ml 茄瓶中, pH5.0 ; 121℃保温 30 分钟灭菌 ; 28℃培养 7 天备用 ;
A.2 用 6 立方米种子罐对菌种扩大培养
将工业级的微晶纤维素 60kg、 玉米浆 78kg、 磷酸二氢钾 18kg 和硫酸铵 14.5kg 分 别投入 6 立方米种子罐内, 用自来水定容到 3 立方米 ; 搅拌均匀 ; 然后用蒸汽直接灭菌, 121℃保温 32 分钟, 再降温至 32℃ ; 接入按第五批步骤 A.1 所得的 6 瓶 500ml 茄瓶的李氏 木霉菌种 ; 在风量为 1 ∶ 0.6、 温度为 30℃~ 32℃, 罐压力为 0.06 ~ 0.08Mpa 条件下培养 32 小时, 得扩大培养的李氏木霉菌种备用 ;
再按下述步骤制作 β- 葡聚糖酶 :
B.5 将全部含水量 42.8 %的四次滤渣, 玉米浆 810kg, 磷酸二氢钾 125kg, 硫酸铵 105kg, 碳酸钙 12kg 分别投入 60 立方米发酵罐内, 用自来水定容到 41 立方米 ; 搅拌均匀, PH4.0, 然后用蒸汽直接灭菌, 115℃保温 30 分钟, 再降温到 30℃, 接入按第五批步骤 A.2 制 备的 6 立方米种子罐扩大培养的李氏木霉菌种, 在风量为 1 ∶ 0.17 ~ 0.18、 温度为 27℃~ 29℃, 罐压力为 0.06 ~ 0.08Mpa 条件下培养 148 小时, 得发酵液 ; 测得发酵液 β- 葡聚糖酶 活力为 604282u/ml ; 利用 80 平方米聚丙烯板框过滤机将发酵液进行固液分离, 得五次滤渣 与 β- 葡聚糖酶清液。
将 β- 葡聚糖酶清液再采用分子量为 10000 道尔顿的超滤膜进行浓缩至 10 倍, 然 后采用压力式喷雾塔喷雾干燥 ; 工艺条件 : 进口温度 128℃, 出口温度 60℃, 干燥得到粉状 β- 葡聚糖酶产品 533kg。
第六批李氏木霉菌种培养扩大 :
A.1 将李氏木霉试管斜面菌种在无菌条件下转入已制备好的以 PDA 为培养基的 500ml 茄瓶中, pH5.7 ; 121℃保温 30 分钟灭菌 ; 29℃培养 6.5 天备用 ;
A.2 用 6 立方米种子罐对菌种扩大培养
将工业级的微晶纤维素 62kg、 玉米浆 75kg、 磷酸二氢钾 18.5kg 和硫酸铵 15.5kg 分别投入 6 立方米种子罐内, 用自来水定容到 3.2 立方米 ; 搅拌均匀 ; 然后用蒸汽直接灭 菌, 121℃保温 32 分钟, 再降温至 32℃ ; 接入按第六批步骤 A.1 所得的 6 瓶 500ml 茄瓶的李 氏木霉菌种 ; 在风量为 1 ∶ 0.6、 温度为 30℃~ 32℃, 罐压力为 0.06 ~ 0.08Mpa 条件下培 养 36 小时, 得扩大培养的李氏木霉菌种备用 ;
再按下述步骤制作 β- 葡聚糖酶 :
B.6 将全部含水约 42%的五次滤渣, 玉米浆 800kg, 磷酸二氢钾 95kg, 硫酸铵 80kg, 碳酸钙 10.5kg 分别投入 60 立方米发酵罐内, 用自来水定容到 40 立方米 ; 搅拌均匀, PH4.0, 然后用蒸汽直接灭菌, 113 ℃保温 32 分钟, 再降温到 30 ℃, 接入按第六批步骤 A.2 制备 的 6 立方米种子罐扩大培养的李氏木霉菌种, 在风量为 1 ∶ 0.17 ~ 0.18、 温度为 27℃~ 29℃, 罐压力为 0.065Mpa 条件下培养 148 小时, 得发酵液 ; 测得发酵液 β- 葡聚糖酶活力 为 594546u/ml ; 利用 80 平方米聚丙烯板框过滤机将发酵液进行固液分离, 得六次滤渣与 β- 葡聚糖酶清液。
将 β- 葡聚糖酶清液再采用分子量为 10000 道尔顿的超滤膜进行浓缩至 10 倍, 然 后采用压力式喷雾塔喷雾干燥 ; 工艺条件 : 进口温度 133℃, 出口温度 60℃, 干燥得到粉状β- 葡聚糖酶产品 530kg。
所得六次滤渣经干燥至水分小于 8%用于饲料添加剂。
每次得到的滤渣均应在 8 小时之内进入下一步骤。
实施例 2
A.1 同实施例 1 ;
A.2 用 6 立方米种子罐对菌种扩大培养
将工业级的微晶纤维素 58kg、 玉米浆 73kg、 磷酸二氢钾 18.5kg 和硫酸铵 15.5kg 分别投入 6 立方米种子罐内, 用自来水定容到 3.1 立方米 ; 余同实施例 1 ;
B.1 将工业级的微晶纤维素 2450kg、 玉米浆 980kg、 磷酸二氢钾 230kg、 硫酸铵 205kg 与碳酸钙 21kg 分别投入 60 立方米发酵罐内, 用自来水定容到 41 立方米 ; 搅拌均匀, PH4.0 ; 然后用蒸汽直接灭菌, 114℃保温 32 分钟, 再降温到 31℃; 将步骤 A.2 所得扩大培养 的李氏木霉菌种全部接入 ; 在风量为 1 ∶ 0.18、 温度为 29℃, 罐压力为 0.07Mpa 条件下培养 145 小时, 得发酵液 ; 测得发酵液 β- 葡聚糖酶活力为 606750u/ml ; 利用 100 平方米聚丙烯 板框过滤机将发酵液进行固液分离, 得一次滤渣与 β- 葡聚糖酶清液 ;
β- 葡聚糖酶清液的浓缩与喷雾干燥工艺条件同实施例 1, 干燥得到粉状 β- 葡聚 糖酶产品 528kg。 第二批李氏木霉菌种培养扩大 :
A.1 同实施例 1 ;
A.2 用 6 立方米种子罐对菌种扩大培养同实施例 1 ;
再按下述步骤制作 β- 葡聚糖酶 :
B.2 将步骤 B.1 所得的含水量为 48%的全部一次滤渣, 玉米浆 890kg, 磷酸二氢钾 205kg, 硫酸铵 155kg 与碳酸钙 16kg 分别投入 60 立方米发酵罐内, 用自来水定容到 41 立方 米; 搅拌均匀, PH4.0, 然后用蒸汽直接灭菌, 115℃保温 30 分钟, 再降温到 30℃, 接入按第二 批步骤 A.2 制备的 6 立方米种子罐扩大培养的李氏木霉菌种, 在风量为 1 ∶ 0.17 ~ 0.18、 温度为 27℃~ 29℃, 罐压力为 0.06 ~ 0.08Mpa 条件下培养 146 小时, 得发酵液 ; 测得发酵 液 β- 葡聚糖酶活力为 608860u/ml ; 利用 100 平方米聚丙烯板框过滤机将发酵液进行固液 分离, 得二次滤渣与 β- 葡聚糖酶清液。
β- 葡聚糖酶清液的浓缩与喷雾干燥工艺条件同实施例 1 ; 干燥得到粉状 β- 葡聚 糖酶产品 532kg。
第三批李氏木霉菌种培养扩大 :
A.1 将李氏木霉试管斜面菌种在无菌条件下转入已制备好的以 PDA 为培养基的 500ml 茄瓶中, pH5.6 ; 121℃保温 30 分钟灭菌 ; 29℃培养 6 天备用 ;
A.2 用 6 立方米种子罐对菌种扩大培养
将工业级的微晶纤维素 61kg、 玉米浆 74kg、 磷酸二氢钾 18kg 和硫酸铵 15kg 分 别投入 6 立方米种子罐内, 用自来水定容到 2.9 立方米 ; 搅拌均匀 ; 然后用蒸汽直接灭菌, 121℃保温 30 分钟, 再降温至 33℃ ; 余同实施例 1 ;
再按下述步骤制作 β- 葡聚糖酶 :
B.3 将全部含水量为 48 %的二次滤渣, 玉米浆 880kg, 磷酸二氢钾 160kg, 硫酸铵 140kg, 碳酸钙 16kg 分别投入 60 立方米发酵罐内, 用自来水定容到 42 立方米 ; 搅拌均匀,
PH4.0, 然后用蒸汽直接灭菌, 114℃保温 31 分钟, 再降温到 29℃, 接入按第三次步骤 A.2 制 备的 6 立方米种子罐扩大培养的李氏木霉菌种, 在风量为 1 ∶ 0.17 ~ 0.18、 温度为 27℃~ 29℃, 罐压力为 0.06 ~ 0.08Mpa 条件下培养 138 小时, 得发酵液 ; 测得发酵液 β- 葡聚糖酶 活力为 597592u/ml ; 利用 100 平方米聚丙烯板框过滤机将发酵液进行固液分离, 得三次滤 渣与 β- 葡聚糖酶清液。
将 β- 葡聚糖酶清液再采用分子量为 10000 道尔顿的超滤膜进行浓缩至 10.2 倍, 然后采用压力式喷雾塔喷雾干燥 ; 工艺条件 : 进口温度 135℃, 出口温度 58℃, 干燥得到粉 状 β- 葡聚糖酶产品 538kg。
第四批李氏木霉菌种培养扩大 :
A.1 同实施例 1 ;
A.2 用 6 立方米种子罐对菌种扩大培养 ; 同实施例 1 ;
再按下述步骤制作 β- 葡聚糖酶 :
B.4 将全部含水量为 50 %的三次滤渣, 玉米浆 860kg, 磷酸二氢钾 140kg, 硫酸铵 125kg, 碳酸钙 14.5kg 分别投入 60 立方米发酵罐内, 用自来水定容到 42 立方米 ; 搅拌均匀 ; 其余同实施例 1 ; 得发酵液 ; 测得发酵液 β- 葡聚糖酶活力为 616280u/ml ; 利用 100 平方米 聚丙烯板框过滤机将发酵液进行固液分离, 得四次滤渣与 β- 葡聚糖酶清液。 将 β- 葡聚糖酶清液再采用分子量为 10000 道尔顿的超滤膜进行浓缩至 11 倍, 然 后采用压力式喷雾塔喷雾干燥 ; 工艺条件 : 进口温度 130℃, 出口温度 60℃, 干燥得到粉状 β- 葡聚糖酶产品 530kg。
第五批李氏木霉菌种培养扩大 :
A.1 同实施例 1 ;
A.2 用 6 立方米种子罐对菌种扩大培养
将工业级的微晶纤维素 58kg、 玉米浆 78kg、 磷酸二氢钾 17kg 和硫酸铵 15kg 分别 投入 6 立方米种子罐内, 用自来水定容到 2.9 立方米 ; 搅拌均匀 ; 然后同实施例 1 ;
再按下述步骤制作 β- 葡聚糖酶 :
B.5 将全部含水量 45.5 %的四次滤渣, 玉米浆 820kg, 磷酸二氢钾 117kg, 硫酸铵 100kg, 碳酸钙 12kg 分别投入 60 立方米发酵罐内, 用自来水定容到 40 立方米 ; 其余同实施 例1; 得发酵液 ; 测得发酵液 β- 葡聚糖酶活力为 598660u/ml ; 利用 100 平方米聚丙烯板框 过滤机将发酵液进行固液分离, 得五次滤渣与 β- 葡聚糖酶清液。
对 β- 葡聚糖酶清液的浓缩与喷雾干燥同实施例 1 ; 干燥得到粉状 β- 葡聚糖酶 产品 539kg。
第六批李氏木霉菌种培养扩大 :
A.1 同实施例 1 ;
A.2 用 6 立方米种子罐对菌种扩大培养 ; 同实施例 1 ;
再按下述步骤制作 β- 葡聚糖酶 :
B.6 将全部含水约 45 %的五次滤渣, 玉米浆 820kg, 磷酸二氢钾 105kg, 硫酸铵 76kg, 碳酸钙 10kg 分别投入 60 立方米发酵罐内, 用自来水定容到 42 立方米 ; 搅拌均匀, PH4.0, 然后用蒸汽直接灭菌, 115℃保温 30 分钟, 再降温到 30℃, 接入按第六批步骤 A.2 制 备的 6 立方米种子罐扩大培养的李氏木霉菌种, 在风量为 1 ∶ 0.17 ~ 0.18、 温度为 27℃~
29 ℃, 罐压力为 0.08Mpa 条件下培养 138 小时, 得发酵液 ; 测得发酵液 β- 葡聚糖酶活力 为 593206u/ml ; 利用 100 平方米聚丙烯板框过滤机将发酵液进行固液分离, 得六次滤渣与 β- 葡聚糖酶清液。
将 β- 葡聚糖酶清液再采用分子量为 10000 道尔顿的超滤膜进行浓缩至 10 倍, 然 后采用压力式喷雾塔喷雾干燥 ; 工艺条件 : 进口温度 135℃, 出口温度 58℃, 干燥得到粉状 β- 葡聚糖酶产品 535kg。
实施例中所使用的板框过滤机是 80 或 100 平方米聚丙烯板框过滤机, 本领域的技 术人员清楚, 板框过滤机也可以是其它材质或 / 和规格的板框过滤机。