里氏木霉產(chǎn)纖維素酶誘導(dǎo)劑的篩選與過程優(yōu)化.pdf

1、纖維素乙醇生產(chǎn)過程中，纖維素酶的成本占了很高的比例，降低纖維素酶的成本能有效地降低纖維素乙醇的成本。高產(chǎn)纖維素酶的菌株，低廉而高效的誘導(dǎo)劑和優(yōu)化培養(yǎng)工藝都能有效降低纖維素酶的成本。
　　 本研究通過對乳糖、蔗糖、半乳糖、木糖、麥芽浸粉、工業(yè)纖維素、稻草粉、大麥稈粉、可溶性淀粉、麥芽糖等可能性誘導(dǎo)劑的基礎(chǔ)上，篩選出合適的誘導(dǎo)劑，并優(yōu)化培養(yǎng)基，找到產(chǎn)纖維素酶的最優(yōu)條件，構(gòu)建分批培養(yǎng)非構(gòu)造式動力學(xué)模型，最后，對纖維素酶的特性進(jìn)行了部分

2、研究。
　　 通過對比不同濃度的可能性誘導(dǎo)劑培養(yǎng)下的里氏木霉菌絲體干重、濾紙酶活和β—葡萄糖苷酶酶活和它們的變化趨勢，篩選出工業(yè)纖維素作為里氏木霉RUTC—30產(chǎn)纖維素酶的誘導(dǎo)劑。
　　 在單因素實驗找出工業(yè)纖維素、硫酸銨和生物素合適的添加量范圍基礎(chǔ)上，通過實驗設(shè)計軟件Design—Expert進(jìn)行中心組合設(shè)計尋找工業(yè)纖維素、硫酸銨和生物素的最優(yōu)添加量。結(jié)果表明：當(dāng)工業(yè)纖維素添加量為39．722g/L，硫酸銨添加量為5．

3、970g/L，生物素添加量為239．072μg/L；濾紙酶活為6．292U/ml，β—葡萄糖苷酶酶活為0．877U/ml，可溶性蛋白質(zhì)含量達(dá)到1．174mg/ml。經(jīng)驗證濾紙酶活為6．158U/ml，與預(yù)測相差2．13％，β—葡萄糖苷酶酶活為0．864U/ml，與預(yù)測相差1．48％，可溶性蛋白質(zhì)含量為1．159 mg/ml，與預(yù)測相差1．28％。相對于未優(yōu)化前濾紙酶活提高了18．66％，β—葡萄糖苷酶酶活提高了5．75％，可溶性蛋白質(zhì)含

4、量提高了12．52％。在7．5L發(fā)酵罐中，濾紙酶活為4．817U/ml，β—葡萄糖苷酶酶活為0．881U/ml，可溶性蛋白質(zhì)含量達(dá)到1．118mg/ml，濾紙酶活與搖瓶培養(yǎng)的結(jié)果相差比較大。同時，蛋白質(zhì)電泳顯示工業(yè)纖維素誘導(dǎo)的纖維素酶中幾乎不含有其它雜蛋白。
　　 通過響應(yīng)面優(yōu)化的最優(yōu)結(jié)果，在7．5L發(fā)酵罐中保持恒定的硫酸銨和生物素添加量，改變工業(yè)纖維素添加量的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了里氏木霉產(chǎn)纖維素酶的分批培養(yǎng)非構(gòu)造式動力學(xué)模型，這些模

5、型能夠良好的擬合菌絲體、工業(yè)纖維素、可溶性蛋白質(zhì)、濾紙酶活和β-葡萄糖苷酶酶活的變化。但對可溶性蛋白質(zhì)、濾紙酶活和β—葡萄糖苷酶酶活的擬合效果低于對菌絲體和工業(yè)纖維素的擬合效果。從模型參數(shù)看出可溶性蛋白質(zhì)、濾紙酶活和β—葡萄糖苷酶酶活的合成與菌絲體是部分生長偶聯(lián)的關(guān)系。每毫克胞外蛋白質(zhì)約為4．4個濾紙酶活。
　　 單位濾紙酶活成本模型是培養(yǎng)時間的函數(shù)，對比在工業(yè)纖維素和微晶纖維素誘導(dǎo)下的單位濾紙酶活成本變化，發(fā)現(xiàn)工業(yè)纖維素相對于