一种造纸白泥增强出芽短梗霉生产普鲁兰多糖能力的方法

：本发明属于造纸废弃物资源化利用领域，具体涉及了一种造纸白泥增强出芽短梗霉生产普鲁兰多糖能力的方法。

背景技术

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背景技术：

1、普鲁兰多糖是出芽短梗霉(aureobasidium spp.)分泌的一种线性的胞外葡聚糖。普鲁兰多糖具有独特的优异理化性质，包括水溶性、粘附性、生物相容性、阻氧性、易成膜、易降解及柔韧性等，同时富含多种官能团易于改性，安全、耐酸碱耐盐。因此，普鲁兰多糖及其衍生物在食品及保鲜、医药材料、化妆品和环保等行业具有广阔的应用前景。目前，国内外对它的需求量不断增加。而普鲁兰多糖的市场主要是由美国和日本垄断使其价格较高，如食品级的价格在23～30万元/吨之间。由于出芽短梗霉特异性与耐高渗透压能力不同，导致其产普鲁兰多糖能力有限，这些限制了普鲁兰多糖的广泛应用。

2、我国是造纸大国，每年产生约5000万吨纸，占全球产量的50％以上。造纸白泥是制浆造纸厂在碱回收过程中通过苛化反应而产生的副产物，产率约为0.5m3/吨纸浆，其年产量巨大。造纸白泥主要含有caco3、少量的cao及微量元素(如mg、k、fe)，具有强碱性(ph 11～13.5)，易危害生态环境。从资源化利用的角度出发，目前国内外的研究主要将造纸白泥应用于建筑材料(如涂料、水泥等)、回收caco3、酸性土壤修复、吸附重金属、磷与co2，以及改性制备复合材料等。但因相关技术成熟度不足或投入成本高等使造纸白泥的工业利用度受限，仍较多采用传统的填埋或堆放处理，存在污染环境与资源浪费问题。据报道，造纸白泥可用作餐厨垃圾厌氧发酵产氢和产沼气体系中的酸化缓冲剂与无机营养补充剂，能显著提高了发酵体系的稳定性与产气率。

3、高产量的普鲁兰多糖需要出芽短梗霉在高浓度的单碳源(如葡萄糖)条件下进行。为降低生产成本，许多学者采用工农业有机副产物和淀粉废水替代碳源或氮源生产普鲁兰多糖，但产量与产率普遍较低。目前，利用无机废弃物提高普鲁兰多糖的产量尚属空白。基于造纸白泥的特点及其提高餐厨垃圾厌氧发酵产氢产沼气性能，将造纸白泥作为无机废弃物用于普鲁兰多糖的生产，具有提高普鲁兰多糖产量、降低成本与造纸白泥资源化利用的优势与潜力，可实现环境和经济的双重效益。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明的目的在于提供一种造纸白泥增强出芽短梗霉生产普鲁兰多糖能力的方法。该方法是将造纸白泥作为无机废弃物添加至产普鲁兰多糖的培养基，再利用出芽短梗霉生产普鲁兰多糖，可显著增强出芽短梗霉生产普鲁兰多糖的能力，且能保持该多糖的原粘度水平。

2、本发明的造纸白泥增强出芽短梗霉生产普鲁兰多糖能力的方法，其是将造纸白泥作为无机废弃物添加至产普鲁兰多糖的培养基，再利用出芽短梗霉进行发酵生产普鲁兰多糖。

3、优选，所述的无机废弃物造纸白泥是直接添加到培养基中。

4、所述的培养基是常规的适用于出芽短梗霉菌株生产普鲁兰多糖的培养基。

5、优选，生产普鲁兰多糖的培养基是按质量分数计，包括蔗糖9～15％、酵母粉0.1～0.5％、k2hpo4 0.2～0.8％、nacl 0～0.45％、(nh4)2so4 0.02～1.0％，所述的造纸白泥在培养基中的占比为0.1～0.5％w/v。

6、进一步优选，所述的生产普鲁兰多糖的培养基，按质量分数计，包括蔗糖12％、酵母粉0.25％、k2hpo4 0.4％、nacl 0.05％、(nh4)2so4 0.04％、造纸白泥0.1～0.5％，w/v，余量为水。更优选，造纸白泥在培养基中的占比为0.4％w/v。

7、所述的出芽短梗霉是具有产普鲁兰多糖功能的短梗霉菌株，可筛选或从菌库购买获得，可以是aureobasidium pullulans。

8、进一步优选，出芽短梗霉为aureobasidium pullulans e1。

9、优选，具体步骤为：1)菌体活化：将短梗霉菌株划线于ypd平板，25～35℃静置培养2～3天，获得菌体；2)获得种子液：挑取菌体置于ypd液态培养基，在25～35℃和180～250rpm条件下培养1～2天；3)发酵产糖：以体积比5～10％的接种量将种子液接种到含有造纸白泥的产普鲁兰多糖培养基，在25～35℃和180～250rpm条件下发酵3～5天；4)检测多糖与生物量：发酵液12000rpm，离心10min后的上清液经醇沉、烘干(包括菌体)，获得多糖产量与生物量，检测上清液的粘度；所述的含有造纸白泥的产普鲁兰多糖培养基是按质量分数计，包括蔗糖12％、酵母粉0.25％、k2hpo4 0.4％、nacl 0.05％、(nh4)2so4 0.04％，造纸白泥0.1～0.5％w/v。

10、本发明人通过实验发现，将造纸白泥添加至出芽短梗霉产普鲁兰多糖的培养基能显著增强其生产普鲁兰多糖的能力，且能保持该多糖的原粘度水平。

11、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

12、1、造纸白泥作为无机废弃物添加至产普鲁兰多糖的培养基能显著增强出芽短梗霉生产普鲁兰多糖的能力，且能保持其原粘度水平。

13、2、开创了造纸白泥与普鲁兰多糖相关联的研究，丰富了造纸白泥的减量化与资源化利用。

14、3、本发明除了增强短梗霉的产普鲁兰多糖能力，还具有筛选高产普鲁兰多糖短梗霉的功能，进一步丰富产功能性多糖的种质资源。

技术特征：

1.一种造纸白泥增强出芽短梗霉生产普鲁兰多糖能力的方法，其特征在于，是将造纸白泥作为无机废弃物添加至产普鲁兰多糖的培养基，再利用出芽短梗霉进行发酵生产普鲁兰多糖。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的无机废弃物造纸白泥是直接添加到培养基中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的培养基是常规的适用于出芽短梗霉菌株生产普鲁兰多糖的培养基。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的生产普鲁兰多糖的培养基是按质量分数计，包括蔗糖9～15％、酵母粉0.1～0.5％、k2hpo4 0.2～0.8％、nacl 0～0.45％，(nh4)2so40.02～1.0％，所述的造纸白泥在培养基中的占比为0.1～0.5％w/v，余量为水。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的生产普鲁兰多糖的培养基是包括蔗糖12％、酵母粉0.25％、k2hpo4 0.4％、nacl 0.05％、(nh4)2so4 0.04％，造纸白泥在培养基中的占比为0.1～0.5％。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，造纸白泥在培养基中的占比为0.4％w/v。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的出芽短梗霉是常规的具有产普鲁兰多糖功能的短梗霉菌株，如aureobasidium pullulans。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的出芽短梗霉为aureobasidiumpullulanse1。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体步骤为：1)菌体活化：将短梗霉菌株划线于ypd平板，25～35℃静置培养2～3天，获得菌体；2)获得种子液：挑取菌体置于ypd液态培养基，在25～35℃和180～250rpm条件下培养1～2天；3)发酵产糖：以体积比5～10％的接种量将种子液接种到含有造纸白泥的产普鲁兰多糖培养基，在25～35℃和180～250rpm条件下发酵3～5天；4)检测多糖与生物量：发酵液离心12000rpm，10min后的上清液经醇沉与菌体共同烘干，获得多糖产量与生物量；检测上清液的粘度；所述的含有造纸白泥的产普鲁兰多糖培养基是按质量分数计，包括蔗糖12％、酵母粉0.25％、k2hpo4 0.4％、nacl 0.05％、(nh4)2so4 0.04％，造纸白泥0.1～0.5％w/v。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的造纸白泥为0.4％w/v。

技术总结
本发明公开了一种造纸白泥增强出芽短梗霉生产普鲁兰多糖能力的方法。其是将造纸白泥作为无机废弃物添加至产普鲁兰多糖的培养基，再利用出芽短梗霉进行发酵生产普鲁兰多糖。本发明将造纸白泥作为无机废弃物添加至产普鲁兰多糖的培养基能显著增强出芽短梗霉生产普鲁兰多糖的能力，且能保持其原粘度水平，降低生产成本；开创了造纸白泥与普鲁兰多糖相关联的研究，丰富造纸白泥的减量化与资源化利用；还可用于筛选高产普鲁兰多糖的潜在菌株，丰富产功能性多糖的种质资源。具有良好的环境效益与经济效益。

技术研发人员：王钦庆,李清心,吴金川
受保护的技术使用者：广东省科学院生物与医学工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13