混合菌发酵生产纤维素酶-纤维素酶产生菌的发酵生产

发酵生产纤维素酶时影响纤维素酶产量和酶活力的因素很多，主要包括菌种自身的特性、培养基组成及培养条件的差异等。为了提高纤维素酶活力和产量，很多学者在落株选育及发酵工艺方面做了大量研究，但直未有重大的突破，究其原因主要是因为纤维素的降解需要3种酶系协同作用，而目前采用的单菌产纤维素酶均存在酶系不完整和个别醉活力不高的缺陷。如目前较好的绿色木需及其近缘菌株，普端存在产生的葡萄糖苷酶活力偏低的缺陷。为了克服这个问题，根据微生物的微生态原理，混合菌发酵技术应运而生。

1.混合茵种搭配

纤维素的有效降解需要多种纤维素酶的协同作用，而纤维素酶是具有不同底物特异性的多酶系复合物，不同菌种产生的纤维素酶系不同，进行混合菌发酵时就可以弥补蓝种之间的差异，产生多种不同功能的酶作用于纤维素的不同位点，充分发挥各酶之间的协同作用，大幅度提高纤维素酶的活性。因此，在选择不同菌种的组合时，所选的微生物之间应该是共生和互生关系，并且酶系互补和减弱酶的反馈抑制作用。目前采用的组合多为产纤维素酶菌之间的搭配，纤维素酶与其他产翻菌种（能产生分解木质素的酶）的搭配，以及纤维素酶和酵母菌（产蛋白）的搭配。

2.混合菌的比例

无论是哪种混合方式，是两种菌还是三种菌的混合，其间的比例合适与否对产酵量和酶活力都有较大的影响。如林志伟等（2009）、潘海波等（2007）、振字等（2007）分别研究了黄绿木霉菌株、黑曲霉和绿色木霉，绿色木霉和根霉，黑曲霉和绿色木霉之间的混合发酵，结果显示，当它们之间等比例混合时，所得酶活力高。

3.发酵条件

混合菌发酵中存在多种菌种，共产醉的培养基组合、培养温度、发酵时间及pH不尽相同。因此，必须通过实验选择合适的条件，使各菌种之间得以协调，达到互相补充互相促进的目的，实现产酶及其活力的大化。

对于混合菌的固态培养，还要考虑发酵培养基的初始含水量，该因素应视纤维素材料种类不同而异。玉米秸秆培养基适宜的含水量为1：（2~2.5）（质量分数），麦粘培养基适宜的含水量为1：（1~1.5），啤酒糟培养基的含水量为1：1。

另外，在混合菌发酵生产纤维素酶的过程中，有时候还要考虑接种量和接种方法对产酶活力的影响。

4、固定化细胞发酵生产纤维素酶

微生物细胞的固定化是将休止细胞或生活细胞用物理化学的方法固定在某种水不溶性载体上，使之在定的空间范围内进行生命活动（生长、繁殖和新陈代谢），是在固定化酶基础上迅速发展起来的项新技术。

目前经常采用的生物固定化方法主要有吸附法、包埋法、交联法和共价结合法，其中，吸附法因其操作简单、固定化条件温和、细胞活性损失小、载体可以反复使用等优点，所以被广泛应用和深入研究。常用的载体有活性炭、氧化铝、高岭土、多孔玻璃、多孔陶姿、多孔塑料等。采用这种方法将纤维素酶产生菌固定化后，固定化卤丝细胞可以在载体上保持定的动态平衡，产酶能力稳定，至少可连续使用40d。在固定化细胞产酶过程中，诸如产酮周期、pH等因子的变化规律与游离细胞发酵基本相似，但酶活力明显提高，而且粗酶液中游离菌丝很少。如孙冬梅等（2006）报告，固定化细胞产CMC酶的酶活力明显高于游离细胞产CMC酶的酶活力，酵活力提高了177.6%之多。

采用固定化细胞发酵具有下列优点：①固定化细胞的密度较高，反应器的生产强度较大，可提高生产能力；②发酵稳定性好，可在较长时间内反复进行分批反应和连续反应，易于连续化、自动化生产；③微生物细胞固定在载体上，流失较少，可在高稀释率的情况下连续发酵，大大提高设备利用率；④发酵液中含菌量较少，利于产品分离纯化，提高产品质量等。

随着技术的更新，固定化原生质休发酵也逐渐发展起来，其具体在纤维素酶生产上的应用还有待进步研究。