一种饲用缓释固定化纤维素酶的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种饲用缓释固定化纤维素酶的制备方法，属于纤维素酶制备领域。
【背景技术】
[0002]纤维素酶(β -1，4-葡聚糖-4-葡聚糖水解酶)是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，它不是单体酶，而是起协同作用的多组分酶系，是一种复合酶，主要由外切β -葡聚糖酶、内切葡聚糖酶和葡萄糖苷酶等组成，还有很高活力的木聚糖酶，作用于纤维素以及从纤维素衍生出来的产物。微生物纤维素酶在转化不溶性纤维素成葡萄糖以及在果蔬汁中破坏细胞壁从而提高果汁得率等方面具有非常重要的意义，纤维素酶广泛存在于自然界的生物体中。细菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。细菌产纤维素酶的产量较少，主要是葡聚糖内切酶，大多数对结晶纤维素无降解活性，且所产生的酶多是胞内酶或吸附在细胞壁上，不分泌到培养液中，增加了提取纯化的难度，因此对细菌的研究较少。但由细菌所产生的纤维素酶一般最适PH为中性至偏碱性。近20年来，随着中性纤维素酶和碱性纤维素酶在棉织品水洗整理工艺及洗涤剂工业中的成功应用，细菌纤维素酶制剂已显示出良好的应用前景。当前阻碍人类广泛高效利用纤维素酶的瓶颈，一是缺少纤维素酶高产菌，二是发酵产酶工艺仍待进一步优化。目前用于生产纤维素酶的微生物菌种较多的是丝状真菌，其中，酶活力较强的菌种为木霉属等，此外，反刍动物依靠瘤胃微生物可消化纤维素，但产量和活性较低。国内外纤维素酶的制备方法是固体发酵法，固体发酵法虽然设备投资少，但占地面积大、易染杂菌、生产稳定性较差，而且技术不易掌握，难以进行扩大化生产，制约了纤维素酶生产技术的推广和应用。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题:针对固体发酵法生产纤维素酶，占地面积大、易染杂菌、生产稳定性较差，且技术不易掌握，导致酶活性低、产量低、成本高，可控性差的弊端，提供了一种饲用缓释固定化纤维素酶的制备方法，本发明是取明胶与去离子水、葡萄糖水溶液和聚乙二醇水溶液混合，再与甘油、冰醋酸溶液、交联剂混合成缓释包膜材料备用；再取甘露醇、胰蛋白胨、酵母和琼脂混合，调节PH值，制得产气荚膜梭菌培养基，接种产气荚膜梭菌培养，将产气荚膜梭菌接种在菜麸饼制得的菜麸饼葡萄糖溶液中，密封培养后，打开通入空气，蒸发至干，与备用的缓释包膜材料混合于模具中压制，干燥制得。本发明制备方法简单，所得产品活性高。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是:
(1)按质量比1:30，将明胶加入去离子水中进行溶解，对其升温至50?60°C后，在1200?1500r/min下，搅拌形成明胶溶液，随后按重量份数计，分别选取上述30?40份明胶溶液，10?30份0.6mol/L的葡萄糖水溶液和30?60份0.9mol/L的聚乙二醇水溶液进行混合，对其升温至50?60°C，保温搅拌5?lOmin，制备得明胶混合液；
(2)待搅拌完成后，按重量份数计，选取30?65份明胶混合液20?30份甘油和15?40份冰醋酸溶液，缓慢搅拌混合，混合速度为300?500r/min，待上述溶液混合完成后，按质量比1:25，将交联剂添加至上述混合溶液中，使其交联形成缓释包膜材料，备用，所述的交联剂为过氧化二异丙苯和2，5- 二甲基-2，5 二叔丁基过氧化己烷，按质量比1:1配比混合而成；
(3)按重量份数计，选取20?65份的甘露醇、5?15份的胰蛋白胨、15?20份的酵母和20?45份的琼脂，搅拌混合形成培养基，加入去离子水调节pH为5.0?5.5，待调节完PH后，对其升温至120°C，使其灭菌10?20min制得产气荚膜梭菌培养基，随后按接种比10%，将产气荚膜梭菌接种至产气荚膜梭菌培养基中，在36.5?37.5°C下静置培养12?16h，备用；
(4)选取新鲜菜麸饼，将其置于80?90°C烘箱中干燥10?12h，随后将其取出进行碾磨并过筛，制备得80?100目大小的菜麸饼颗粒，随后按质量比1:5，将菜麸饼颗粒分散于质量分数为30%的葡萄糖溶液中，对其搅拌分散均匀后，将上述培养的产气荚膜梭菌按接种比10%，接种至菜麸饼葡萄糖溶液中，使其密封培养3?5天；
(5 )待产气荚膜梭菌开始分解菜麸饼颗粒后，将其打开通入空气，待产气荚膜梭菌死亡后，对其旋转蒸发至干，收集含产气荚膜梭菌的菜麸饼颗粒，按质量比1: 1，将收集的菜麸饼颗粒与步骤(2)制备的缓释包膜材料搅拌混合并置于模具中进行压制，随后将其置于30?40°C下干燥成膜，即可制备得一种饲用缓释固定化纤维素酶。
[0005]本发明的应用方法:将制得的饲用缓释固定化纤维素酶添加到鸡饲料中，添加量为4?6g/kg，每日早晚各添加一次，其蛋产率提高了 2.9?3.1%，破蛋率降低了 16.2?16.5%。该纤维素酶使用效果好，酶活性高。
[0006]本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
(1)本发明制备成本比传统方法降低了18%，纤维素酶酶活力提高了 42%，酶活性大于9250IU/g ；
(2)该方法生产效率高，适合大规模生产。
【具体实施方式】
[0007]首先按质量比1:30，将明胶加入去离子水中进行溶解，对其升温至50?60°C后，在1200?1500r/min下，搅拌形成明胶溶液，随后按重量份数计，分别选取上述30?40份明胶溶液，10?30份0.6mol/L的葡萄糖水溶液和30?60份0.9mol/L的聚乙二醇水溶液进行混合，对其升温至50?60°C，保温搅拌5?lOmin，制备得明胶混合液；然后待搅拌完成后，按重量份数计，选取30?65份明胶混合液20?30份甘油和15?40份冰醋酸溶液，缓慢搅拌混合，混合速度为300?500r/min，待上述溶液混合完成后，按质量比1:25，将交联剂添加至上述混合溶液中，使其交联形成缓释包膜材料，备用，所述的交联剂为过氧化二异丙苯和2，5- 二甲基-2，5 二叔丁基过氧化己烷，按质量比1:1配比混合而成；再按重量份数计，选取20?65份的甘露醇、5?15份的胰蛋白胨、15?20份的酵母和20?45份的琼脂，搅拌混合形成培养基，加入去离子水调节pH为5.0?5.5，待调节完pH后，对其升温至120°C，使其灭菌10?20min制得产气荚膜梭菌培养基，随后按接种比10%，将产气荚膜梭菌接种至产气荚膜梭菌培养基中，在36.5?37.5°C下静置培养12?16h，备用；再选取新鲜菜麸饼，将其置于80?90°C烘箱中干燥10?12h，随后将其取出进行碾磨并过筛，制备得80?100目大小的菜麸饼颗粒，随后按质量比1: 5，将菜麸饼颗粒分散于质量分数为30%的葡萄糖溶液中，对其搅拌分散均匀后，将上述培养的产气荚膜梭菌按接种比10%，接种至菜麸饼葡萄糖溶液中，使其密封培养3?5天；最后待产气荚膜梭菌开始分解菜麸饼颗粒后，将其打开通入空气，待产气荚膜梭菌死亡后，对其旋转蒸发至干，收集含产气荚膜梭菌的菜麸饼颗粒，按质量比1:1，将收集的菜麸饼颗粒与备用的缓释包膜材料搅拌混合并置于模具中进行压制，随后将其置于30?40°C下干燥成膜，即可制备得一种饲用缓释固定化纤维素酶。
[0008]实例I
首先按质量比1:30，将明胶加入去离子水中进行溶解，对其升温至50°C后，在1200r/min下，搅拌形成明胶溶液，随后按重量份数计，分别选取上述30份明胶溶液，30份0.6mol/L的葡萄糖水溶液和40份0.9mol/L的聚乙二醇水溶液进行混合，对其升温至50°C，保温搅拌5min，制备得明胶混合液；然后待搅拌完成后，按重量份数计，选取30份明胶混合液30份甘油和40份冰醋酸溶液，缓慢搅拌混合，混合速度为300r/min，待上述溶液混合完成后，按质量比1:25，将交联剂添加至上述混合溶液中，使其交联形成缓释包膜材料，备用，所述的交联剂为过氧化二异丙苯和2，5- 二甲基-2，5 二叔丁基过氧化己烷，按质量比1:1配比混合而成；再按重量份数计，选取20份的甘露醇、15份的胰蛋白胨、20份的酵母和45份的琼脂，搅拌混合形成培养基，加入去离子水调节pH为5.0，待调节完pH后，对其升温至120°C，使其灭菌1min制得产气荚膜梭菌培养基，随后按接种比10%，将产气荚膜梭菌接种至产气荚膜梭菌培养基中，在3