专利名称：一种中性漂白木聚糖酶的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于漂白的产品制备方法，尤其涉及一种中性漂白木聚糖酶的制备方法。
背景技术：
目前印染前处理方法中主要采用碱氧化法(2g/L碱和3_5g/L双氧水)进行精炼漂白，不仅损伤纤维，还对环境造成严重危害，加重污水处理负担和能耗成本。中性漂白木聚糖酶助漂技术是一种全新温和的绿色漂白方式，能与中性偏碱性果胶酶配伍一起使用， 最大程度保持纤维的强度，失重小，织物手感柔软厚实，且富有弹性，最重要的是漂白效果好。木聚糖是植物细胞中主要的半纤维素成分，占植物细胞干重的35%，是一种丰富的生物质资源，是自然界中除纤维素之外含量最丰富的多糖。其有两种类型，一种是谷物胚乳中高度分支的阿拉伯木聚糖；一种是分支较少的阿拉伯木聚糖，在侧链具有糖醛酸和半乳糖残基，通常存在于高度木质化的组织中，例如草类的茎、玉米秸杆和大麦壳等。在纸浆蒸煮过程中，木聚糖部分溶解、变性并重新沉积在纤维表面上。此过程中若使用木聚糖酶， 就可以清除部分再沉积下来的木聚糖。这样增大了纸浆基质孔隙，使被困的可溶性木质素释放出来，同时也使得化学漂白剂能更有效地渗透进入到纸浆中。总的说来，它可提高纸浆的漂白率，并因此减少化学漂白剂的用量。目前市场上木聚糖酶较多用于制浆漂白、食品和饲料当中，木聚糖酶用于纺织生物精炼漂白尚属空白。有鉴于此，怎样将木聚糖酶运用于纺织生物精炼漂白领域，并解决棉籽壳蓬松度不高，白度增加不明显，易损伤纤维，影响纤维强力，匀染性、得色量、染色次品率不高，工艺时间较长等问题，成为一项重要的研究课题。
发明内容
本发明提供一种中性漂白木聚糖酶的制备方法，用于填补木聚糖酶用于纺织生物精炼漂白的空白，提高生产效率。根据本发明，提供一种中性漂白木聚糖酶的制备方法，包括以下步骤I)以毕赤酵母为生产菌种,米用试管斜面活化,摇瓶放大培养的方式培养菌种；2)将菌种接种至一级种子罐,罐压0.07 0.08Mpa，风量16 18mVh,pH值自然， 29 31°C培养15 20小时；3)经检测一级种子罐放大培养的菌种湿重达到30 40g/L时转入二级种子罐，罐压0. 07 0. 08Mpa，风量180 200m3/h，pH值自然，29 31°C培养10 15小时；4)经检测二级种子罐放大培养的菌种湿重达到30 40g/L时转入发酵罐，罐压 0. 07 0. 08Mpa,初始风量为1000m3/h，培养5小时后风量开至最大，初始搅拌转速为140r/ min,培养8小时后搅拌转速调为180 220r/min，在培养过程中补加氨水将pH值维持在 5. 5，菌体培养温度为29 31 °C，当还原糖为0. I % 0.2%时，加入甲醇，温度调整为27 29°C，接种量5% 30%，发酵罐发酵培养周期为120 130小时；5)停加甲醇,吹无菌空气2小时,开始出罐,出罐pH值为4. 5 5. O。优选地，中性漂白木聚糖酶制备方法的步骤2)中一级种子罐所用的培养基包括 葡萄糖5Kg，蛋白胨5Kg，酵母粉4Kg，磷酸二氢钾0. 32Kg，硫酸铵0. 36Kg，跑敌100ml，投料后加微量元素，定容至150L, pH4. 5 5. 0 ;优选地，中性漂白木聚糖酶制备方法的步骤3)中的二级种子罐所用的培养基包括葡萄糖30Kg，蛋白胨15Kg，磷酸二氢钾9Kg，硫酸铵9Kg，跑敌lKg，投料后加微量元素， 定容至 1500L, pH4. 8 5. 3 ;优选地，中性漂白木聚糖酶制备方法的步骤4)中发酵罐所用的培养基包括蛋白胨22Kg，磷酸二氢钾160Kg，硫酸铵180Kg，跑敌10Kg，投料后加微量元素，定容至11m3， pH5. 5 6. 0 ;优选地，中性漂白木聚糖酶制备方法的步骤5)中出罐之前实消出料管线，121 122°C消毒30分钟；优选地，制备出的中性漂白木聚糖酶用于纺织生物精炼漂白领域；优选地，用于纺织生物精炼漂白领域的配方，包括中性漂白木聚糖酶，渗透剂，漆酶，焦磷酸二氢二钠及焦磷酸钠；优选地，中性漂白木聚糖酶的配方中中性漂白木聚糖酶的重量百分比为配方的 50% 80%，渗透剂的重量百分比为配方的5% 10%，漆酶的重量百分比为配方的5% 15%，焦磷酸二氢二钠的重量百分比为配方的5% 10%，焦磷酸钠的重量百分比为配方的5% 15%。本发明的有益效果在于采用本发明的中性漂白木聚糖酶，填补了木聚糖酶在纺织印染漂白工艺上应用的空白，本发明的中性漂白木聚糖酶可部分代替传统工艺中的烧碱、精炼剂、双氧水、漂白剂、 氧漂稳定剂、去油剂等多种助剂，简化原有生产方法，不再需调PH值，有效缩短工时，大大减少废水中的TDS、COD、BOD指数，减少环境污染，去除棉籽壳效果好，织物白度明显增加， 不损伤纤维，不影响纤维强力，织物失重降低，匀染性好，得色量提高，染色次品率大幅下降，可节省染料，改进手感和柔软性，使布面更亮泽、纹理更清晰，与生物抛光处理相结合， 织物色光不会改变，缩短工艺时间，提高生产效率，全工艺的耗水量可降低30%以上，同时能量消耗降低，节约水电、蒸汽。
读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式
之后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，图I为依据本发明，中性漂白木聚糖酶的制备方法流程图。
具体实施例方式下面参照附图，对本发明的实施方式作进一步的详细描述。图I为依据本发明，中性漂白木聚糖酶的制备方法流程图。如图I所示，本发明的中性漂白木聚糖酶的制备方法包括斜面菌种培养，摇瓶放大培养，一级种子罐放大培养，二级种子罐放大培养，发酵罐混合发酵。其中，中性漂白木聚糖酶的制备方法需要的原料包括一级种子罐培养基葡萄糖5Kg，蛋白胨5Kg，酵母粉4Kg，磷酸二氢钾0. 32Kg，硫酸铵 0. 36Kg，跑敌100ml，微量元素；二级种子罐培养基葡萄糖30Kg，蛋白胨15Kg，磷酸二氢钾 9Kg，硫酸铵9Kg，跑敌lKg，微量元素；发酵罐培养基蛋白胨22Kg，磷酸二氢钾160Kg，硫酸铵180Kg,跑敌IOKg,微量元素；分批糖葡萄糖800Kg,微量元素；甘油甘油600Kg,微量元素，原料中的微量元素包括硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸钙、硫酸钾。实施例II、斜面菌种培养采用毕赤酵母作为生产菌种，所用的BMGY斜面培养基包括酵母粉1%，蛋白胨 2%，甘油I %，YNB I. 34%，调pH至6. 0，然后加入2. 5%的琼脂，30°C静止培养48小时，放 A 4 °C冰箱保存。2、摇瓶放大培养挑取单个菌落接种到含500ml BMGY的三角瓶中，30°C，250r/min培养过夜，OD达到2 6时，将培养物加入罐内。3、一级种子罐放大培养按照一级种子罐配方配料，投料后加镁、铁、硫酸镁等微量元素，罐内原料定容至 150L，实消采用直接进气，保证实消后体积在160L，pH为4. 5，实消后接种至一级种子罐进行放大培养，罐压0. 07Mpa，风量16m3/h，不开搅拌，pH值自然，29°C培养15小时。转种后0 小时由发酵开始测定，随后每小时测定一次，使pH保持在4. 5左右，转种后0小时由发酵开始镜检观察，每小时观察一次，还原糖在消毒后转种前由中控测定初始值，周期12小时后第二次测定，随后每3小时测定一次，菌种的湿重在转种后0小时由中控开始测定，周期12 小时第二次测定，随后每3小时测定一次，在湿重达到30g/L，根据醪液粘稠度、气味综合判断，镜检菌体生长良好，长势旺盛，无染菌现象，转入二级罐。4、二级种子罐放大培养按照二级种子罐配方配料，投料后加镁、铁、硫酸镁等微量元素，罐内原料定容至 1500L，实消采用直接进气，保证实消后体积在1500L，pH为4. 8，实消后接种至二级种子罐进行放大培养，罐压0. 07Mpa,风量180m3/h，不开搅拌，pH值自然，29°C培养10小时。转种后 0小时由发酵开始测定,随后每小时测定一次，使pH保持在4. 8左右，转种后0小时由发酵开始镜检观察，每小时观察一次，还原糖在消毒后转种前由中控测定初始值，培养4小时后每4小时测定一次，菌种的湿重在转种后0小时由中控开始测定，随后每4小时测定一次， 培养8小时后每2小时测定一次，在湿重达到50g/L，根据醪液粘稠度、气味综合判断，镜检菌体生长良好，长势旺盛，无染菌现象，转入发酵罐。5、发酵罐混合发酵将发酵罐培养基的各成分在蒸球中混合均匀，经三个大气压121°C，灭菌60分钟， 冷却后投入发酵罐，同时将菌种转入发酵罐，投料后加入镁、铁、硫酸镁等微量元素，将罐内原料定容至11m3，实消采用直接进气，保证实消后体积在12. 5m3，调pH到5.5，实消后准备转种。在二级罐中消葡萄糖500Kg，投料后加微量元素，定容至1000L，实消后作为初糖分两次加入发酵罐中，在补料罐中消葡萄糖800Kg，投料后加微量元素，定容至1500L，实消后作为流加糖加入发酵te中，另在补料te消30%甘油600Kg甘油，投料后加微量兀素,定容至I. 8m3，实消后在混饲阶段加入发酵罐中。发酵罐罐压0. 07Mpa,初始风量为1000m3/h，培养5小时后风量1300m3/h以上，开至最大，溶氧要求大于20%，初始搅拌转速为140r/min，培养8小时后搅拌转速调为180r/ min,在培养过程中补加氨水将pH值维持在5. 5，菌体培养温度为29°C，接种量5%，发酵罐发酵培养周期为120小时。转种后由发酵开始，每小时测定一次pH值，使pH值维持在5. 5 左右，同时进行镜检检测观察，每小时一次。还原糖在转种后0小时由中控开始测定，随后每4小时一次，湿重在转种后0小时由中控开始测定，随后每4小时一次，氨基氮在转种后0 小时由中控开始测定，随后每24小时左右测定一次，培养48小时后由中控开始测定酶活， 随后每12小时左右测定一次。在大Sil还原糖基本耗完，还原糖在0. I %，湿重90g/L,停止流加糖，吹无菌空气I小时，以PH值无明显下降为特征，开始流加甘油，初始流量为60L/h， 同时流加甲醇诱导，温度调整为27°C，以提高产酶量。在培养周期结束阶段，如果镜检菌体老化，酶活增长低于2%则可考虑放罐，接到具体出罐时间后，停甲醇，吹无菌空气2小时左右，联系提取人员消出料管线，开始出罐。根据生产上运行罐数联系空压站停空压机，出罐pH调整为4. 5。移种和流加管线一定要实消彻底。实消管线温度在121°C，消毒时间在30分钟左右。实施例2I、斜面菌种培养采用毕赤酵母作为生产菌种，所用的BMGY斜面培养基包括酵母粉1%，蛋白胨 2%，甘油I %，YNB I. 34%，调pH至6. 0，然后加入2. 5%的琼脂，30°C静止培养48小时，放 A 4 °C冰箱保存。2、摇瓶放大培养挑取单个菌落接种到含500ml BMGY的三角瓶中，30°C，250r/min培养过夜，OD达到2 6时，将培养物加入罐内。3、一级种子罐放大培养按照一级种子罐配方配料，投料后加镁、铁、硫酸镁等微量元素，将罐内原料定容至150L，实消采用直接进气，保证实消后体积在180L，pH为5.0，实消后接种至一级种子罐进行放大培养，罐压0. 08Mpa,风量18m3/h，不开搅拌，pH值自然，31°C培养20小时。转种后 0小时由发酵开始测定,随后每7小时测定一次，使pH保持在5. 0左右，转种后0小时由发酵开始镜检观察，每7小时观察一次，还原糖在消毒后转种前由中控测定初始值，周期12小时后第二次测定，随后每5小时测定一次，菌种的湿重在转种后0小时由中控开始测定，周期12小时第二次测定，随后每5小时测定一次，在湿重达到40g/L，根据醪液粘稠度、气味综合判断，镜检菌体生长良好，长势旺盛，无染菌现象，转入二级罐。4、二级种子罐放大培养按照二级种子罐配方配料，投料后加镁、铁、硫酸镁等微量元素，罐内原料定容至 1500L，实消采用直接进气，保证实消后体积在1700L，pH为5. 3，实消后接种至二级种子罐进行放大培养，罐压0. 08Mpa，风量200m3/h，不开搅拌，pH值自然，31°C培养15小时。转种后0小时由发酵开始测定，随后每3小时测定一次，使pH保持在5. 3左右，转种后0小时由发酵开始镜检观察，每5小时观察一次，还原糖在消毒后转种前由中控测定初始值，培养4小时后每4小时测定一次，囷种的湿重在转种后0小时由中控开始测定，随后每4小时测定一次，培养8小时后每2小时测定一次，在湿重达到50g/L，根据醪液粘稠度、气味综合判断， 镜检菌体生长良好，长势旺盛，无染菌现象，转入发酵罐。5、发酵罐混合发酵将发酵罐培养基的各成分在蒸球中混合均匀，经三个大气压121°C，灭菌60分钟， 冷却后投入发酵罐，同时将菌种转入发酵罐，投料后加入镁、铁、硫酸镁等微量元素，将罐内原料定容至11m3，实消采用直接进气，保证实消后体积在13. 5m3，调pH到6.0，实消后准备转种。在二级罐中消葡萄糖500Kg，投料后加微量元素，定容至1000L，实消后作为初糖分两次加入发酵罐中，在补料罐中消葡萄糖800Kg，投料后加微量元素，定容至1500L，实消后作为流加糖加入发酵te中，另在补料te消30%甘油600Kg甘油，投料后加微量兀素,定容至I. 8m3，实消后在混饲阶段加入发酵罐中。发酵罐罐压0. 08Mpa，初始风量为1000m3/h，培养5小时后风量1300m3/h以上，开至最大，溶氧要求大于20%，初始搅拌转速为140r/min，培养8小时后搅拌转速调为220r/ min,在培养过程中补加氨水将pH值维持在5. 5，菌体培养温度为31°C，接种量30 %，发酵罐发酵培养周期为130小时。转种后由发酵开始，每3小时测定一次pH值，使pH值维持在 5. 5左右，同时进行镜检检测观察，每5小时一次。还原糖在转种后0小时由中控开始测定， 随后每4小时一次，湿重在转种后0小时由中控开始测定，随后每4小时一次，氨基氮在转种后0小时由中控开始测定，随后每24小时左右测定一次，培养48小时后由中控开始测定酶活，随后每12小时左右测定一次。在大还原糖基本耗完，还原糖在0. 2%，湿重IlOg/ L，停止流加糖，吹无菌空气I小时，以pH值无明显下降为特征，开始流加甘油，初始流量为 80L/h,同时流加甲醇诱导，温度调整为29°C，以提高产酶量。在培养周期结束阶段，如果镜检菌体老化，酶活增长低于2%则可考虑放罐，接到具体出罐时间后，停甲醇，吹无菌空气2小时左右，联系提取人员消出料管线，开始出罐。根据生产上运行罐数联系空压站停空压机，出罐pH调整为5.0。移种和流加管线一定要实消彻底。实消管线温度在122°C，消毒时间在30分钟左右。用本发明的中性漂白木聚糖酶的制备方法制备出的中性漂白木聚糖酶可以用作一种中性漂白木聚糖酶的配方成分，该配方包括中性漂白木聚糖酶，漆酶，焦磷酸二氢二钠及焦磷酸钠，渗透剂，在本发明一较佳实施例中，渗透剂采用的是渗透剂AT-80，其它实施例中亦可采用AE0-9或其它型号。其中，中性漂白木聚糖酶的重量百分比为配方的50% 80%，渗透剂AT-80的重量百分比为配方的5% 10%，漆酶的重量百分比为配方的5% 15%，焦磷酸二氢二钠的重量百分比为配方的5% 10%，焦磷酸钠的重量百分比为配方的5% 15%。将本发明的中性漂白木聚糖酶加入中性低温精炼酶中协助漂白。因此，藉由本发明的中性漂白木聚糖酶的制备方法，填补了木聚糖酶在纺织印染漂白方法上应用的空白，不仅可以增强棉籽壳蓬松度进而使棉籽壳去除效果好，且白度明显增加，不损伤纤维，不影响纤维强力，使织物失重降低，匀染性好，得色量提高，染色次品率大幅下降，可节省染料，同时改进手感和柔软性，使布面更亮泽、纹理更清晰，缩短工艺时间，提闻生广效率。上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式
。但是，在本领域中的普通技术人员能够理解，不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式
作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书限定的范围内。
权利要求
1.一种中性漂白木聚糖酶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤1)以毕赤酵母为生产菌种，采用试管斜面活化，摇瓶放大培养的方式培养菌种；2)将所述菌种接种至一级种子罐,罐压O.07 O. 08Mpa,风量16 18m3/h,pH值自然， 29 31°C培养15 20小时；3)经检测所述一级种子罐放大培养的菌种湿重达到30 40g/L时转入二级种子罐，罐压O. 07 O. 08Mpa，风量180 200m3/h，pH值自然，29 31°C培养10 15小时；4)经检测所述二级种子罐放大培养的菌种湿重达到30 40g/L时转入发酵罐，罐压O.07 O. 08Mpa,初始风量为1000m3/h，培养5小时后风量开至最大，初始搅拌转速为140r/ min,培养8小时后搅拌转速调为180 220r/min，在培养过程中补加氨水将pH值维持在 5. 5，菌体培养温度为29 31 °C，当还原糖为O. I % O. 2%时，加入甲醇，温度调整为27 29°C，接种量5% 30%，发酵罐发酵培养周期为120 130小时；5)停加所述甲醇，吹无菌空气2小时，开始出罐，出罐pH值为4.5 5. O。
2.如权利要求I所述的中性漂白木聚糖酶的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述一级种子罐所用的培养基包括葡萄糖5Kg，蛋白胨5Kg，酵母粉4Kg，磷酸二氢钾O. 32Kg，硫酸铵O. 36Kg，跑敌100ml，投料后加微量元素，定容至150L, ρΗ4· 5 5. O。
3.如权利要求I所述的中性漂白木聚糖酶的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述的二级种子罐所用的培养基包括葡萄糖30Kg，蛋白胨15Kg，磷酸二氢钾9Kg，硫酸铵9Kg，跑敌lKg，投料后加微量元素，定容至1500L, ρΗ4· 8 5. 3。
4.如权利要求I所述的中性漂白木聚糖酶的制备方法，其特征在于，步骤4)中所述的发酵罐所用的培养基包括蛋白胨22Kg，磷酸二氢钾160Kg，硫酸铵180Kg，跑敌10Kg，投料后加微量元素，定容至Ilm3, ρΗ5· 5 6. O。
5.如权利要求I所述的中性漂白木聚糖酶的制备方法，其特征在于，步骤5)中出罐之前实消出料管线，121 122°C消毒30分钟。
6.如权利要求I所述的中性漂白木聚糖酶的制备方法，其特征在于，用所述制备方法制备出的中性漂白木聚糖酶用于纺织生物精炼漂白领域。
7.如权利要求6所述的中性漂白木聚糖酶的制备方法，其特征在于，所述用于纺织生物精炼漂白领域的配方包括中性漂白木聚糖酶，渗透剂，漆酶，焦磷酸二氢二钠及焦磷酸钠。
8.如权利要求6所述的中性漂白木聚糖酶的制备方法，其特征在于，所述中性漂白木聚糖酶的重量百分比为所述配方的50% 80%，所述渗透剂的重量百分比为所述配方的 5% 10%,所述漆酶的重量百分比为所述配方的5% 15%,所述焦磷酸二氢二钠的重量百分比为所述配方的5% 10%，所述焦磷酸钠的重量百分比为所述配方的5% 15%。
全文摘要
本发明提供一种中性漂白木聚糖酶的制备方法，包括以毕赤酵母为生产菌种，采用试管斜面活化，摇瓶放大培养，一级种子罐放大培养，二级种子罐放大培养，发酵罐发酵培养。采用本发明的中性漂白木聚糖酶的制备方法，填补了木聚糖酶在纺织印染漂白工艺上应用的空白，不仅可以增强棉籽壳蓬松度进而使棉籽壳去除效果好，且白度明显增加，不损伤纤维，不影响纤维强力，使织物失重降低，匀染性好，得色量提高，染色次品率大幅下降，可节省染料，同时改进手感和柔软性，使布面更亮泽、纹理更清晰，缩短工艺时间，提高生产效率。
文档编号C12R1/84GK102586207SQ201210052000
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月1日 优先权日2012年3月1日
发明者赵彰, 骆新俊 申请人:上海戴迪实业发展有限公司