公布日：2023.11.24
申请日：2023.08.22
分类号：C12N1/14(2006.01)I;C12N9/42(2006.01)I;C12R1/885(2006.01)N
摘要
本发明提供一种含苹果酸膜浓相废水的培养基，包括碳源、氮源、无机盐和溶剂；其中，所述溶剂为水和苹果酸膜浓相废水的混合液。该培养基使得纤维素酶的发酵既缩短了发酵周期，提高了产酶量，又节省了污水处理成本，减小了环保压力，达到了变废为宝的效果，具有重要的环境效益和经济效益。
权利要求书
1.一种含苹果酸膜浓相废水的培养基，包括碳源、氮源、无机盐和溶剂；其中，所述溶剂为水和苹果酸膜浓相废水的混合液；优选地，所述苹果酸膜浓相废水和水的体积比例(v/v)范围为1:(1.1～1:5)。
2.根据权利要求1所述的培养基，其特征在于，所述苹果酸膜浓相废水是发酵法生产苹果酸，在苹果酸提取过程中通过纳滤膜将苹果酸透出后残留下的浓相产生的。
3.根据权利要求1所述的培养基，其特征在于，所述苹果酸膜浓相废水中苹果酸2.5～4.5％，丁二酸0.5～1.5％，总氮0.1～0.5％，总糖1～5％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的培养基，其特征在于，所述碳源为糖类、淀粉或纤维素和碳氢化合物中的一种或任意组合；优选地，所述碳源为糖类；优选地，所述碳源为葡萄糖。
5.根据权利要求1-3任一项所述的培养基，其特征在于，所述氮源为有机氮源和/或无机氮源；优选地，所述无机氮源为铵盐、硝酸盐和氨水中的一种或任意组合；所述有机氮源为花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、蛋白胨、麸皮、废菌丝体中的一种或任意组合；优选地，所述氮源为玉米浆和硫酸铵。
6.根据权利要求1-3任一项所述的培养基，其特征在于，所述无机盐为硫酸镁、氯化钙、磷酸二氢钾、硫酸铁、硫酸镁、硫酸锌、硫酸锰和氯化钴中地一种或任意组合。
7.根据权利要求1所述的培养基，其特征在于，所述培养基包括：碳源15-30份，氮源10-40份，无机盐3-10份。
8.根据权利要求1所述的培养基，其特征在于，所述培养基(g/L)中，葡萄糖为15～30，玉米浆为10～30，(NH4)2SO4为3～6，MgSO4·7H2O为0.8，CaCl2为0.3，KH2PO4为3～7，FeSO4·7H2O为0.002～0.01，MnSO4·H2O为0.001～0.005，ZnSO4·7H2O为0.001～0.01，CoCl2·6H2O为0.002～0.01。
9.一种纤维素酶的发酵方法，其中，发酵培养基和/或补料糖所用溶剂为所述溶剂为水和苹果酸膜浓相废水的混合液。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，包括：将摇瓶种子接入发酵罐，发酵过程中控制pH4.5；通过流加补料糖控制残还原糖；补料糖含有：葡萄糖和乳糖；优选地，按10％接种量将摇瓶种子接入发酵罐，发酵过程中通过流加氨水控制pH4.5，当初始糖降至0.5g/L后，通过流加补料糖控制残还原糖0.2～0.5g/L；补料糖含有：10～30％葡萄糖，1.5～5％乳糖；优选地，起始装液量30-50％，发酵温度25-35℃，罐压0.03～0.08MPa，通风比0.8vvm，搅拌转速150～600rpm，全程提转速和罐压控制溶氧30～60％。
发明内容
本发明提供了一种含苹果酸膜浓相废水的培养基，在产纤维素酶的底物培养基及补料培养基中，利用苹果酸膜浓相废水替代部分自来水作为溶剂，既缩短了发酵周期，提高了产酶量，又节省了污水处理成本，减小了环保压力，达到了变废为宝的效果，具有重要的环境效益和经济效益。
具体的，本发明提供了一种含苹果酸膜浓相废水的培养基，包括碳源、氮源、无机盐和溶剂；其中，所述溶剂为水和苹果酸膜浓相废水的混合液。
优选地，所述苹果酸膜浓相废水和水的体积比例范围为1:1.1～1:5。
优选地，所述苹果酸膜浓相废水和水的体积比例范围为1:1.2～1:5。
优选地，所述苹果酸膜浓相废水和水的体积比例范围为1:1.2～1:4。
优选地，所述苹果酸膜浓相废水和水的体积比例范围为1:2.5～1:3.5。
在一些实施例中，所述苹果酸膜浓相废水是发酵法生产苹果酸，在苹果酸提取过程中通过纳滤膜将苹果酸透出后残留下的浓相产生的。
在一些实施例中，所述苹果酸膜浓相废水中苹果酸2.5～4.5％，丁二酸0.5～1.5％，总氮0.1～0.5％，总糖1～5％。
在一些实施例中，所述苹果酸膜浓相废水中苹果酸3.18％，丁二酸0.92％，总氮0.29％，总糖3.8％。
在一些实施例中，所述碳源为糖类、淀粉或纤维素中的一种或任意组合；优选地，所述碳源为糖类；优选地，所述碳源为葡萄糖。
在一些实施例中，所述氮源为有机氮源和/或无机氮源；优选地，所述无机氮源为铵盐、硝酸盐和氨水中的一种或任意组合；所述有机氮源为花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、蛋白胨、麸皮、废菌丝体中的一种或任意组合；优选地，所述氮源为玉米浆和硫酸铵。
在一些实施例中，所述无机盐为硫酸镁、氯化钙、磷酸二氢钾、硫酸铁、硫酸镁、硫酸锌、硫酸锰和氯化钴中地一种或任意组合。
在一些实施例中，所述培养基包括：碳源15-30份，氮源10-40份，无机盐3-10份。
在一些实施例中，所述培养基(g/L)中，葡萄糖为15～30，玉米浆为10～30，(NH4)2SO4为3～6，MgSO4·7H2O为0.8，CaCl2为0.3，KH2PO4为3～7，FeSO4·7H2O为0.002～0.01，MnSO4·H2O为0.001～0.005，ZnSO4·7H2O为0.001～0.01，CoCl2·6H2O为0.002～0.01。
在一些实施例中，所述培养基(g/L)中，葡萄糖为20，玉米浆为15，(NH4)2SO4为4，MgSO4·7H2O为0.8，CaCl2为0.3，KH2PO4为5，FeSO4·7H2O为0.003，MnSO4·H2O为0.0012，ZnSO4·7H2O为0.0014，CoCl2·6H2O为0.0022。
本发明还提供一种纤维素酶的发酵方法，其中，发酵培养基和/或补料糖所用溶剂为所述溶剂为水和苹果酸膜浓相废水的混合液。
在一些实施例中，所述发酵方法包括：将摇瓶种子接入发酵罐，发酵过程中控制pH4.5；通过流加补料糖控制残还原糖；补料糖含有：葡萄糖和乳糖。
优选地，按10％接种量将摇瓶种子接入发酵罐，发酵过程中通过流加氨水控制pH4.5，当初始糖降至0.5g/L后，通过流加补料糖控制残还原糖0.2～0.5g/L；补料糖含有：10～30％葡萄糖，1.5～5％乳糖；优选地，补料糖含有：50％葡萄糖，2％乳糖。
优选地，起始装液量30-50％，发酵温度25-35℃，罐压0.03～0.08MPa，通风比0.8vvm，搅拌转速150～600rpm，全程提转速和罐压控制溶氧30～60％。
有益效果
相比现有技术，本发明的某一个实施例具有至少一个以下的有益效果：
本发明通过在发酵培养基和/或补料糖所用溶剂中加入苹果酸膜浓相废水，使得发酵周期缩短，获得的纤维素滤纸酶活力增加，综合产酶速率增加，并且通过变废为宝，节省了污水处理成本，减小了环保压力，具有重要的环境效益和经济效益。
术语说明
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
在下面的内容中，无论是否使用“大约”或“约”等字眼，所有在此公开了的数字均为近似值。每一个数字的数值有可能会出现1％、2％、5％、7％、8％、10％、15％或20％等差异。每当公开一个具有N值的数字时，任何具有N+/-1％,N+/-2％,N+/-3％,N+/-5％,N+/-7％,N+/-8％,N+/-10％,N+/-15％orN+/-20％值的数字会被明确地公开,其中“+/-”是指加或减。
（发明人：穆晓玲;秦晴;刘安东;葛严峰;张渊）