固態(tài)發(fā)酵生產纖維素酶-纖維素酶產生菌的發(fā)酵生產

纖維素酶的生產和其他酶制劑樣，主要有固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)深層發(fā)酵兩種。固態(tài)發(fā)酵生產纖維素酶具有對設備要求不高，易操作，后續(xù)提取過程簡單等優(yōu)點，但勞動強度大，發(fā)酵水平不穩(wěn)定。液態(tài)發(fā)酵生產纖維素酶具有機械化程度較高，不易被污染，發(fā)酵水平穩(wěn)定和生產效率高等優(yōu)點，但產酶活力較低，生產成本較高。

、固態(tài)發(fā)酵生產纖維素酶

固態(tài)發(fā)酵設備簡單，成本低，對環(huán)境危害小，易于推廣，但放大比較困難，培養(yǎng)參數控制較復雜，容易感染雜菌。固態(tài)發(fā)酵需要經過原料的選取、原料的預處理、滅菌和接種、發(fā)酵培養(yǎng)等幾個階段.

1.原料的選取

般的固態(tài)發(fā)酵，主要原料是麥獲，它含有足夠的碳氮源和無機元素，又疏松適度利于通氣，表面積大持別適合于好氣性微生物生長。纖維素酶是種誘導酶，纖維素就是好的誘導物。在纖維素酶的固態(tài)發(fā)酵過程中，纖維質原料既可以用作碳源又可以作為誘導物。綜合以上兩種原料的優(yōu)點，固態(tài)發(fā)酵生產纖維素酶般采用麥麩和纖維質的混合原料（如秸稈粉）。氮源包括無機化合物，如尿素、（NH，）：SO，，或者些天然農產品（如檬）。

2.原料的預處職

纖維質原料的品體結構和木質素的存在阻礙了微生物對其有效成分的利用，導致真菌對未處理的原料的利用為緩慢。為了提高該過程的經濟性，需要對原料進行有效的預處理，常用的方法包括物理法、化學法、生物法以及三種方法的綜合利用，如機械粉碎、蒸汽爆破、酸堿處理以及微波處理。

侯麗麗等（2010）分別用微波、稀酸、稀堿、敬波聯(lián)合稀酸以及薇波聯(lián)合稀堿預處理稻草對后續(xù)固態(tài)發(fā)酵產纖維素晦的影響進行了比較，結果發(fā)現(xiàn)在基質濃度為7%的條件下，采用微波聯(lián)合稀酸預處理（2%的H，SO，和180W的微波功率處理稻草5min），可得到高的單位能耗的酶活力增加量，CMC酶活力和FPA酶活力大值分別比未處理的稻草發(fā)酵后所得酶活力大值提高了135.6%和82.7%，許憲松等（2006）以微波預處理后的稻殼為原料，用于固態(tài)發(fā)酵生產纖維素酶，可使濾紙酶活力（干基質）達7.09U/g，CMC酶活力（干基質）可達87.24U/g，分別比未經處理的稻殼提高了21%和15%。實驗表明，經過處理的基質更易為菌體利用，表現(xiàn)為在發(fā)酵過程中菌體生長旺盛，酶活力提高；處理過程能夠提高基質的醇活力，使得培養(yǎng)基中還原糖及可溶性糖的含量培加；對戊糖的含量無明顯的提高作用，

3.天菌和接種

培養(yǎng)基的滅菌需要在121C下蒸汽滅菌30~60min，為了滅菌的，固體培養(yǎng)基不要堆得太緊太厚。接種方式可分為孢子接種和種子悉浮液接種。種子懸浮液接種的固態(tài)發(fā)酵比直接用孢子接種的發(fā)酵產酶周期短，但種子懸浮液量不宜過大，若太大將影響產酶培養(yǎng)基的透氣性，使產酶活力下降。種子懸浮液接種發(fā)酵產酶周期短的原因可能是由于種子懸浮液內含有定量的糖苷酶，且接種總量大于孢子，分布也比較均勻，這種方式又稱液固式發(fā)酵。

4.發(fā)酵培養(yǎng)

固態(tài)發(fā)酵過程中的培養(yǎng)基配方、培養(yǎng)基含水量、初始pH、接種方式、培養(yǎng)溫度、發(fā)酵時間等因素及其相互作用對發(fā)酵有顯著影響。對固態(tài)發(fā)酵而言，溫度是要因素。培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件的優(yōu)化，是降低酶制劑成本、提高酶活力、實現(xiàn)其工業(yè)化生產的重要措施。般認為利用真菌進行固態(tài)發(fā)酵好起始將培養(yǎng)基調為酸性，這樣有利于真菌的生長而抑制細菌的滋生。固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基的初始含水量，應視纖維素材料種類不同而異。

固態(tài)發(fā)酵工藝流程如圖6-4所示。

斜面試管—小三角瓶培養(yǎng)—大二角瓶堵養(yǎng)——種子縫培養(yǎng)原料—-粉養(yǎng)—配料—混合-巍滅菌—冷卻接種（稻樣等）（就皮，否養(yǎng)整等）30）成品包裝—干燥過泌出析濃縮過泛揭網態(tài)發(fā)酵無菌空氣