固态发酵生产纤维素酶-纤维素酶产生菌的发酵生产

纤维素酶的生产和其他酶制剂样，主要有固态发酵和液态深层发酵两种。固态发酵生产纤维素酶具有对设备要求不高，易操作，后续提取过程简单等优点，但劳动强度大，发酵水平不稳定。液态发酵生产纤维素酶具有机械化程度较高，不易被污染，发酵水平稳定和生产效率高等优点，但产酶活力较低，生产成本较高。

、固态发酵生产纤维素酶

固态发酵设备简单，成本低，对环境危害小，易于推广，但放大比较困难，培养参数控制较复杂，容易感染杂菌。固态发酵需要经过原料的选取、原料的预处理、灭菌和接种、发酵培养等几个阶段.

1.原料的选取

般的固态发酵，主要原料是麦获，它含有足够的碳氮源和无机元素，又疏松适度利于通气，表面积大持别适合于好气性微生物生长。纤维素酶是种诱导酶，纤维素就是好的诱导物。在纤维素酶的固态发酵过程中，纤维质原料既可以用作碳源又可以作为诱导物。综合以上两种原料的优点，固态发酵生产纤维素酶般采用麦麸和纤维质的混合原料（如秸秆粉）。氮源包括无机化合物，如尿素、（NH，）：SO，，或者些天然农产品（如檬）。

2.原料的预处职

纤维质原料的品体结构和木质素的存在阻碍了微生物对其有效成分的利用，导致真菌对未处理的原料的利用为缓慢。为了提高该过程的经济性，需要对原料进行有效的预处理，常用的方法包括物理法、化学法、生物法以及三种方法的综合利用，如机械粉碎、蒸汽爆破、酸碱处理以及微波处理。

侯丽丽等（2010）分别用微波、稀酸、稀碱、敬波联合稀酸以及薇波联合稀碱预处理稻草对后续固态发酵产纤维素晦的影响进行了比较，结果发现在基质浓度为7%的条件下，采用微波联合稀酸预处理（2%的H，SO，和180W的微波功率处理稻草5min），可得到高的单位能耗的酶活力增加量，CMC酶活力和FPA酶活力大值分别比未处理的稻草发酵后所得酶活力大值提高了135.6%和82.7%，许宪松等（2006）以微波预处理后的稻壳为原料，用于固态发酵生产纤维素酶，可使滤纸酶活力（干基质）达7.09U/g，CMC酶活力（干基质）可达87.24U/g，分别比未经处理的稻壳提高了21%和15%。实验表明，经过处理的基质更易为菌体利用，表现为在发酵过程中菌体生长旺盛，酶活力提高；处理过程能够提高基质的醇活力，使得培养基中还原糖及可溶性糖的含量培加；对戊糖的含量无明显的提高作用，

3.天菌和接种

培养基的灭菌需要在121C下蒸汽灭菌30~60min，为了灭菌的，固体培养基不要堆得太紧太厚。接种方式可分为孢子接种和种子悉浮液接种。种子悬浮液接种的固态发酵比直接用孢子接种的发酵产酶周期短，但种子悬浮液量不宜过大，若太大将影响产酶培养基的透气性，使产酶活力下降。种子悬浮液接种发酵产酶周期短的原因可能是由于种子悬浮液内含有定量的糖苷酶，且接种总量大于孢子，分布也比较均匀，这种方式又称液固式发酵。

4.发酵培养

固态发酵过程中的培养基配方、培养基含水量、初始pH、接种方式、培养温度、发酵时间等因素及其相互作用对发酵有显著影响。对固态发酵而言，温度是要因素。培养基及培养条件的优化，是降低酶制剂成本、提高酶活力、实现其工业化生产的重要措施。般认为利用真菌进行固态发酵好起始将培养基调为酸性，这样有利于真菌的生长而抑制细菌的滋生。固态发酵培养基的初始含水量，应视纤维素材料种类不同而异。

固态发酵工艺流程如图6-4所示。

斜面试管—小三角瓶培养—大二角瓶堵养——种子缝培养原料—-粉养—配料—混合-巍灭菌—冷却接种（稻样等）（就皮，否养整等）30）成品包装—干燥过泌出析浓缩过泛揭网态发酵无菌空气