公布日：2023.11.24
申請日：2023.08.22
分類號：C12N1/14(2006.01)I;C12N9/42(2006.01)I;C12R1/885(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供一種含蘋果酸膜濃相廢水的培養(yǎng)基，包括碳源、氮源、無機鹽和溶劑；其中，所述溶劑為水和蘋果酸膜濃相廢水的混合液。該培養(yǎng)基使得纖維素酶的發(fā)酵既縮短了發(fā)酵周期，提高了產(chǎn)酶量，又節(jié)省了污水處理成本，減小了環(huán)保壓力，達(dá)到了變廢為寶的效果，具有重要的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。
權(quán)利要求書
1.一種含蘋果酸膜濃相廢水的培養(yǎng)基，包括碳源、氮源、無機鹽和溶劑；其中，所述溶劑為水和蘋果酸膜濃相廢水的混合液；優(yōu)選地，所述蘋果酸膜濃相廢水和水的體積比例(v/v)范圍為1:(1.1～1:5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的培養(yǎng)基，其特征在于，所述蘋果酸膜濃相廢水是發(fā)酵法生產(chǎn)蘋果酸，在蘋果酸提取過程中通過納濾膜將蘋果酸透出后殘留下的濃相產(chǎn)生的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的培養(yǎng)基，其特征在于，所述蘋果酸膜濃相廢水中蘋果酸2.5～4.5％，丁二酸0.5～1.5％，總氮0.1～0.5％，總糖1～5％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的培養(yǎng)基，其特征在于，所述碳源為糖類、淀粉或纖維素和碳?xì)浠衔镏械囊环N或任意組合；優(yōu)選地，所述碳源為糖類；優(yōu)選地，所述碳源為葡萄糖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的培養(yǎng)基，其特征在于，所述氮源為有機氮源和/或無機氮源；優(yōu)選地，所述無機氮源為銨鹽、硝酸鹽和氨水中的一種或任意組合；所述有機氮源為花生餅粉、黃豆餅粉、棉子餅粉、玉米漿、酵母粉、魚粉、蠶蛹粉、蛋白胨、麩皮、廢菌絲體中的一種或任意組合；優(yōu)選地，所述氮源為玉米漿和硫酸銨。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的培養(yǎng)基，其特征在于，所述無機鹽為硫酸鎂、氯化鈣、磷酸二氫鉀、硫酸鐵、硫酸鎂、硫酸鋅、硫酸錳和氯化鈷中地一種或任意組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的培養(yǎng)基，其特征在于，所述培養(yǎng)基包括：碳源15-30份，氮源10-40份，無機鹽3-10份。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的培養(yǎng)基，其特征在于，所述培養(yǎng)基(g/L)中，葡萄糖為15～30，玉米漿為10～30，(NH4)2SO4為3～6，MgSO4·7H2O為0.8，CaCl2為0.3，KH2PO4為3～7，FeSO4·7H2O為0.002～0.01，MnSO4·H2O為0.001～0.005，ZnSO4·7H2O為0.001～0.01，CoCl2·6H2O為0.002～0.01。
9.一種纖維素酶的發(fā)酵方法，其中，發(fā)酵培養(yǎng)基和/或補料糖所用溶劑為所述溶劑為水和蘋果酸膜濃相廢水的混合液。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，包括：將搖瓶種子接入發(fā)酵罐，發(fā)酵過程中控制pH4.5；通過流加補料糖控制殘還原糖；補料糖含有：葡萄糖和乳糖；優(yōu)選地，按10％接種量將搖瓶種子接入發(fā)酵罐，發(fā)酵過程中通過流加氨水控制pH4.5，當(dāng)初始糖降至0.5g/L后，通過流加補料糖控制殘還原糖0.2～0.5g/L；補料糖含有：10～30％葡萄糖，1.5～5％乳糖；優(yōu)選地，起始裝液量30-50％，發(fā)酵溫度25-35℃，罐壓0.03～0.08MPa，通風(fēng)比0.8vvm，攪拌轉(zhuǎn)速150～600rpm，全程提轉(zhuǎn)速和罐壓控制溶氧30～60％。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種含蘋果酸膜濃相廢水的培養(yǎng)基，在產(chǎn)纖維素酶的底物培養(yǎng)基及補料培養(yǎng)基中，利用蘋果酸膜濃相廢水替代部分自來水作為溶劑，既縮短了發(fā)酵周期，提高了產(chǎn)酶量，又節(jié)省了污水處理成本，減小了環(huán)保壓力，達(dá)到了變廢為寶的效果，具有重要的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。
具體的，本發(fā)明提供了一種含蘋果酸膜濃相廢水的培養(yǎng)基，包括碳源、氮源、無機鹽和溶劑；其中，所述溶劑為水和蘋果酸膜濃相廢水的混合液。
優(yōu)選地，所述蘋果酸膜濃相廢水和水的體積比例范圍為1:1.1～1:5。
優(yōu)選地，所述蘋果酸膜濃相廢水和水的體積比例范圍為1:1.2～1:5。
優(yōu)選地，所述蘋果酸膜濃相廢水和水的體積比例范圍為1:1.2～1:4。
優(yōu)選地，所述蘋果酸膜濃相廢水和水的體積比例范圍為1:2.5～1:3.5。
在一些實施例中，所述蘋果酸膜濃相廢水是發(fā)酵法生產(chǎn)蘋果酸，在蘋果酸提取過程中通過納濾膜將蘋果酸透出后殘留下的濃相產(chǎn)生的。
在一些實施例中，所述蘋果酸膜濃相廢水中蘋果酸2.5～4.5％，丁二酸0.5～1.5％，總氮0.1～0.5％，總糖1～5％。
在一些實施例中，所述蘋果酸膜濃相廢水中蘋果酸3.18％，丁二酸0.92％，總氮0.29％，總糖3.8％。
在一些實施例中，所述碳源為糖類、淀粉或纖維素中的一種或任意組合；優(yōu)選地，所述碳源為糖類；優(yōu)選地，所述碳源為葡萄糖。
在一些實施例中，所述氮源為有機氮源和/或無機氮源；優(yōu)選地，所述無機氮源為銨鹽、硝酸鹽和氨水中的一種或任意組合；所述有機氮源為花生餅粉、黃豆餅粉、棉子餅粉、玉米漿、酵母粉、魚粉、蠶蛹粉、蛋白胨、麩皮、廢菌絲體中的一種或任意組合；優(yōu)選地，所述氮源為玉米漿和硫酸銨。
在一些實施例中，所述無機鹽為硫酸鎂、氯化鈣、磷酸二氫鉀、硫酸鐵、硫酸鎂、硫酸鋅、硫酸錳和氯化鈷中地一種或任意組合。
在一些實施例中，所述培養(yǎng)基包括：碳源15-30份，氮源10-40份，無機鹽3-10份。
在一些實施例中，所述培養(yǎng)基(g/L)中，葡萄糖為15～30，玉米漿為10～30，(NH4)2SO4為3～6，MgSO4·7H2O為0.8，CaCl2為0.3，KH2PO4為3～7，FeSO4·7H2O為0.002～0.01，MnSO4·H2O為0.001～0.005，ZnSO4·7H2O為0.001～0.01，CoCl2·6H2O為0.002～0.01。
在一些實施例中，所述培養(yǎng)基(g/L)中，葡萄糖為20，玉米漿為15，(NH4)2SO4為4，MgSO4·7H2O為0.8，CaCl2為0.3，KH2PO4為5，FeSO4·7H2O為0.003，MnSO4·H2O為0.0012，ZnSO4·7H2O為0.0014，CoCl2·6H2O為0.0022。
本發(fā)明還提供一種纖維素酶的發(fā)酵方法，其中，發(fā)酵培養(yǎng)基和/或補料糖所用溶劑為所述溶劑為水和蘋果酸膜濃相廢水的混合液。
在一些實施例中，所述發(fā)酵方法包括：將搖瓶種子接入發(fā)酵罐，發(fā)酵過程中控制pH4.5；通過流加補料糖控制殘還原糖；補料糖含有：葡萄糖和乳糖。
優(yōu)選地，按10％接種量將搖瓶種子接入發(fā)酵罐，發(fā)酵過程中通過流加氨水控制pH4.5，當(dāng)初始糖降至0.5g/L后，通過流加補料糖控制殘還原糖0.2～0.5g/L；補料糖含有：10～30％葡萄糖，1.5～5％乳糖；優(yōu)選地，補料糖含有：50％葡萄糖，2％乳糖。
優(yōu)選地，起始裝液量30-50％，發(fā)酵溫度25-35℃，罐壓0.03～0.08MPa，通風(fēng)比0.8vvm，攪拌轉(zhuǎn)速150～600rpm，全程提轉(zhuǎn)速和罐壓控制溶氧30～60％。
有益效果
相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的某一個實施例具有至少一個以下的有益效果：
本發(fā)明通過在發(fā)酵培養(yǎng)基和/或補料糖所用溶劑中加入蘋果酸膜濃相廢水，使得發(fā)酵周期縮短，獲得的纖維素濾紙酶活力增加，綜合產(chǎn)酶速率增加，并且通過變廢為寶，節(jié)省了污水處理成本，減小了環(huán)保壓力，具有重要的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。
術(shù)語說明
在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。
在下面的內(nèi)容中，無論是否使用“大約”或“約”等字眼，所有在此公開了的數(shù)字均為近似值。每一個數(shù)字的數(shù)值有可能會出現(xiàn)1％、2％、5％、7％、8％、10％、15％或20％等差異。每當(dāng)公開一個具有N值的數(shù)字時，任何具有N+/-1％,N+/-2％,N+/-3％,N+/-5％,N+/-7％,N+/-8％,N+/-10％,N+/-15％orN+/-20％值的數(shù)字會被明確地公開,其中“+/-”是指加或減。
（發(fā)明人：穆曉玲;秦晴;劉安東;葛嚴(yán)峰;張淵）
