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黑曲霉生产纤维素酶工艺设计

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μm,通常在基底菌丝中产生.分生抱子梗的特征同属的特征。小梗瓶形或锥形,基部稍窄,中部较宽,从中部以上变窄成长颈,近于直或中部弯曲,8~14×2.5~4.5μm,分生抱子大多为球形,直径25~4.5μm,少数抱子为短倒卵形,4~5×3.5~4μm,抱壁具明显的小扰状突起,在显微镜下单个抱子淡绿色。在分生抱子梗分枝上聚成的孢子头8~9林μm。

绿色木霉生产纤维素酶产量比较高,可以通过物理或化学诱变获得高产菌株,能够稳定地用于生产;该霉菌要求的生长环境粗放,适应性较强,易于控制,便于管理;绿色木霉产生的纤维素酶稳定性比较好,培养和控制比较容易;该霉菌分泌的纤维素酶是胞外酶,易于分离纯化;另外,绿色木霉及其代谢物安全无毒,不会对操作人员和环境造成不良的影响。因此,绿色木霉是目前用于纤维素酶生产的最普遍的菌种之一。 2.2黑曲霉简介

黑曲霉是半知菌亚门,丝孢纲,丝孢目,丛梗孢科,曲霉属的一种常见真菌(曹澍泽等,1992)。广泛分布于植物性产品、籽实和土壤中,可生产淀粉酶、酸性蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、单宁酶、葡萄糖氧化酶、柠檬酸、葡糖酸和没食子酸等,是一种重要的发酵工业菌种。

目前, 国内外对纤维素酶的研究多集中于木霉。但是木霉毒性嫌疑大, 在食品发酵工业和饲料工业中的应用受到限制,而黑曲霉被认为是不会产生毒素的纤维素酶产生菌。现已被许多国家批准作为食品用酶制剂生产菌,国外已实现黑曲霉酶制剂商品的工业化生产[3]

3.生产纤维素酶的工艺介绍

纤维素酶的生产主要有固体发酵和液体发酵两种方法,生产原料有麸皮、秸秆粉、废纸、玉米粉和无机盐等。 3.1纤维素酶的发酵工艺 3.1.1固态发酵

随着固体发酵生产线的相继建成投产,以及市场竞争对低成本高产出的迫切需求,固体发酵已日益受到注目。固态发酵是指利用不溶性原料作为固体支持物和营养物质,体系无自由流动液体,在其上进行的任何发酵过程[4]。固态发酵历史悠久,应用广泛,是人类利用微生物生产产品历史最悠久的技术之一。自20

世纪90年代以来,随着能源危机和环境问题的日益严重,人们重新开始审视固体发酵的优点,并不断在原料、工艺和设备等方面进行大量深入的研究,使固态发酵在酶制剂领域取得了长足的进展

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。其工艺流程如下

斜面试管→小三角瓶培养→大三角瓶培养→种子罐培养

原料→ 粉碎→ 配料 →混合—蒸煮灭菌→冷却接种 (稻草等) (麸皮、营养盐等) ↓ 成品←包装←干燥←过滤←盐析←浓缩←过滤←浸提←固体发酵 3.1.2液体发酵

液体发酵法是将玉米秸杆粉碎至20目以下进行灭菌处理,送入发酵釜内发酵,同时加入纤维素酶菌种,发酵时间约70h,温度低于60℃。采用无菌空气从釜底通入进行通气搅拌,发酵完的物料经压滤机压滤,超滤浓缩和喷雾干燥后制得纤维素酶产品。其生产工艺流程下图所示。

斜面试管→小三角瓶培养→大三角瓶培养→种子罐培养

原料→ 粉碎→ 配料 →混合→蒸煮灭菌→冷却接种 (稻草等) (麸皮、营养盐等) ↓ 成品←包装←喷雾干燥←超滤浓缩←压滤←液体深层发酵 此法具有原料利用率高、生产条件易控制、劳动强度小、产品质量稳定、不易染菌、生产效率高等特点,但缺点是动力消耗大、设备要求高。

目前,应用于生产纤维素酶的菌种主要是木霉、黑曲霉和变异青霉等,其中木霉应用最广泛。纤维素酶的生产和其它酶制剂一样,可采用液体培养(包括液体浅盘培养和深层通气培养)和固体培养(包括固体浅盘培养和厚层通风培养)两种。美国在原有的液体培养方法的基础上发展出了流加培养法、分批发酵法、连续发酵法、二次发酵法以及细胞循环法等等。从现有的研究结果来看,纤维素酶的生产以固态发酵居多,而且较为经济合理。其原因主要有以下几个方面:

(1)固态发酵能耗低,一般不需搅拌,只需通入少量低压无菌空气。液态发酵的通气量比固态发酵大得多,而且进气压力也较高。另外培养液粘度大,氧的传质困难,需要消耗大量的动力做搅拌功;

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黑曲霉生产纤维素酶工艺设计

μm,通常在基底菌丝中产生.分生抱子梗的特征同属的特征。小梗瓶形或锥形,基部稍窄,中部较宽,从中部以上变窄成长颈,近于直或中部弯曲,8~14×2.5~4.5μm,分生抱子大多为球形,直径25~4.5μm,少数抱子为短倒卵形,4~5×3.5~4μm,抱壁具明显的小扰状突起,在显微镜下单个抱子淡绿色。在分生抱子梗分枝上聚成的孢子头8~9林μm。绿色木霉生产纤维素酶
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