液态深层发酵生产纤维素酶-纤维素酶产生菌的发酵生产

固态发酵法有着根本上的缺陷，不能像液态发酵那样随着规模的扩大，成本大幅度下降，以秸秆为原料的固态发酵生产纤维素醇很难提取精制，目前生产厂只能采用直接干燥粉碎得到固体酶制剂或用水浸泡后压滤得到液体酶制剂，产品外观粗糙（人称“垄糠酵素”），质量低且不稳定，杂质含量高；并且大多数菌株普遍存在着β葡萄糖苷酶活力偏低的缺陷，致使纤维二糖积祟，影响了酶解效率。因此，随着市场的成熟，液态发酵工艺的发展以及菌种性能的提高，采用液态深层发酵法生产纤维素酶是必然趋势。

液态深层发酵又称全面发酵，是将秸秆等原料粉碎、预处理至20目以下，灭菌后送至具有搅拌桨叶和通气系统的密闭发酵罐内，接入菌种，从发酵罐底部通入净化后的无菌空气或自吸的气流对物料进行气流搅拌，使气、液面积尽量加大而进行发酵。发酵完物料经压滤机压滤、超滋浓缩和喷雾干燥后得到纤维素酶产品。液态发酵虽有发酵动力消耗大、设备要求高等缺点，但具有液态发酵原料利用率高、生产条件易控制、产量高、工人劳动强度小、产品质量稳定、可大规模生产等优点，

1.培养基优化

纤维素薛是诱导酶，发酵过程中纤维素酶的大量合成必须有诱导物质的存在。纤维素、纤维低案物及其他结构类似物均可作为纤维素酶的诱导物。为了降低成本，通常采用富含这些物质的木质纤维素原料为诱导物，如预处理过的秸秆、高梁秆等对纤维素酶均有很好的诱导效果，同时也可作为碳源。同时，无机盐离子、微量元素、表面活性剂、产酶促进剂、生长因子等的加入，也是生产高活力纤维素酶的必要条件。

有研究表明，在以纤维为主碳源的培养基中，加人定量的乳糖、CaCO，、鼠李糖脂、硫酸皱等物质，可以提高纤维素酶的活力。

2.过程优化和控制

温度、pH是影响细胞生长繁殖和发酵产酶的重要因素，而且由于纤维素酶产生菌多为好氧微生物，溶解氧量也是影响其发酵产酶的重要因素中的员。通常菌种佳生长和产醇所需温度、pH、溶解氧量并不相同，因此发酵过程中应对这3个参数分段调控。另外，液态深层发酵的发酵时间约为70h，接种量明显低于固态发酵，其接种量般为2%~10%体积分数。

为了提高菌株的浓度以及产酶量，可以采用流加发酵的方式向分批发酵过程中间歇或连续补加新鲜培养基。通常流加的物质是碳源、氨源等。在纤维素酶的液态发酵过程中采用此种形式，可在定程度上（30%~50%）提高纤维素酶的活力。

3.液态深层发酵

液态深层发酵工艺流程如图6-5所示。

斜面试管小三角指培——大三角监熔养种了凉培养后爆

名的杨碎然内热然空，继合藏煮灭菌冷却接和成品包装—赛算干燥——超滤被——压油—液态深层发酵图6-5液态深层发酵生产纤维素酶工艺流程