一种高活性纤维素酶的生产方法与流程

本发明属于纤维素酶生产技术领域，具体的说是一种高活性纤维素酶的生产方法。

背景技术：

纤维素酶是降解纤维素生成纤维素分子链，纤维素二糖和葡萄糖的一组酶的总称，生产纤维素酶的方法一般为固体发酵和液体发酵两种方法，固体发酵占地面积大生产稳定性差，又难以大规模工业化生产，因而逐渐被淘汰。而液体发酵法具有生产稳定性高，易于大规模工业化生产被普遍采。

由于现有的纤维素酶培养时，不能培养较多的纤维素酶，防止下方的纤维素酶被压入培养液中，需要及时将纤维素酶从培养液中取出，防止纤维素酶长时间处于液体中，氧气的耗尽而引起纤维素酶成活率的降低，有限的空间内培养的纤维素酶的量较少，影响了培养的效率，鉴于此，本发明提供了一种高活性纤维素酶的生产方法，其能够在有限的空间内，提高培养的效率和培养的成活率。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高活性纤维素酶的生产方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高活性纤维素酶的生产方法，该方法包括以下步骤：

s1：将木霉经亚硝酸盐诱变和紫外诱变或硝酸盐诱变和微波诱变进行诱变筛选处理，随后向培养设备内放入培养液，培养液与培养盘底部接触，并在木霉上植入纤维素酶；

s2：随后将植入纤维素酶的木霉放在培养盘中，随后开启驱动电机，驱动电机带动培养盘转动，培养盘底部的重力球受到离心力的作用而向远离驱动电机的输出轴的方向移动，并且会带动培养盘下移，使培养盘沉入到培养液中；能够使没有培养液后的菌株移入到培养液中；

s3：停止驱动电机，支撑弹簧将培养盘推回原位，进而培养盘内的植入纤维素酶的木霉吸收培养液后重新脱离培养液；能够使吸收培养液的菌株从总的培养液中脱离，以使菌株能够吸收到空气中的氧气；

s4：重复进行s2、s3，直至纤维素酶培养完成，将完成的纤维素酶取出即可；

其中，s1中所述的培养设备包括培养筒，所述培养筒底部连接有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上套接有培养盘，培养盘上设置有多个透孔，培养盘底部的驱动电机输出轴上固连有支撑板，支撑板与培养盘之间连接有支撑弹簧；所述支撑板上开设有贯通槽，贯通槽上沿竖直方向插接有偏转板，偏转板底端连接有重力球，偏转板顶端与培养盘底端铰接，偏转板位于贯通槽靠近驱动电机的输出轴的一端；支撑板底部的所述驱动电机的输出轴固连有多个叶片；工作时，由于现有的纤维素酶培养时，不能培养较多的纤维素酶，防止下方的纤维素酶被压入培养液中，需要及时将纤维素酶从培养液中取出，防止纤维素酶长时间处于液体中，氧气的耗尽而引起纤维素酶成活率的降低，有限的空间内培养的纤维素酶的量较少，影响了培养的效率，因此本发明主要解决的是如何在有限的空间内，提高培养的效率和培养的成活率；具体采取的措施及使用过程如下：通过向培养盘内放入培养液，培养液通过透孔进入到培养筒内侧底部，直至培养液与培养盘底部接触，停止注入培养液，随后将植入纤维素酶的木霉放在培养盘中，随后开启驱动电机，驱动电机带动培养盘转动，培养盘底部的重力球受到离心力的作用而向远离驱动电机的输出轴的方向移动，并且会带动培养盘下移，使培养盘沉入到培养液中，进而使培养液通过透孔进入到培养盘中，进而使菌种吸收足够量的培养液，停止驱动电机，支撑弹簧将培养盘推回原位，进而培养盘内的植入纤维素酶的木霉吸收培养液后重新脱离培养液，吸收培养液的菌种能够重新进入到空气中，不会出现无氧的情况发生，提高了培养的效率和培养的成活率；并且在驱动电机工作的过程中，叶片也跟随驱动电机的工作而转动，叶片能够对培养液进行充分的搅动，防止培养液顶部的浓度降低，保证了培养的效果。

优选的，所述培养盘顶部连接有复位弹簧，复位弹簧顶端连接有锥帽，锥帽底部边缘向上弯曲；在培养盘在重力球的离心力的作用下下移时，锥帽进入到液体中时，锥帽会受到培养液的浮力而上升，进而能够使菌种占据锥帽移动后的空间，进而顶部的菌种能够下移，使菌种能够完全浸入到培养液中，同时在菌种吸收培养液并从培养液中移出后，锥帽受到复位弹簧的复位而下移，进而锥帽下移的过程中，能够带动一部分空气进入到菌种中部，保证了菌种中部的氧气含量，提高了培养的成活率。

优选的，所述锥帽底部固连有连接杆，连接杆底端贯穿培养盘并转动连接有转动帽，转动帽底部边缘处固连有多个拨片，转动帽表面开设有多个斜槽；在锥帽向下移动的过程中，锥帽底部的连接杆被向下推动，进而连接杆推动转动帽下移，当锥帽向上复位的过程中，连接杆拉动转动帽上移，转动帽表面的多个斜槽能够有培养液持续进入，进而会带动转动帽转动，转动帽上的多个拨片能够将培养液拨动，保证了培养液的浓度较为均匀。

优选的，所述拨片上设置有多个贯通孔，贯通孔由中部向两端的过程中，且其直径逐渐变大；在拨片转动的过程中，拨片上的多个贯通孔能够有培养液通过，进而能够使拨片拨动培养液的均匀的速率更快，同时由于贯通孔由中部向两端的过程中，且其直径逐渐变大，因此从贯通孔通过的培养液速率更快，有更快的透过速率，进而对培养液的混合效果更好。

优选的，所述重力球表面涂抹有乳胶膜，乳胶膜内壁为凹坑状；重力球在移动过程中，重力球表面的乳胶膜能够对重力球起到包裹作用，进而会防止重力球与培养液发生摩擦，防止重力球表面的物质进入到培养液中，污染培养液，同时乳胶膜内壁为凹坑状，乳胶膜在移动时，会被压动向内变形，在重力球停止后，变形的乳胶膜复原，能够推动培养液进一步混合。

优选的，所述偏转板上和凹坑处的支撑板上均设置有耐磨层，耐磨层由高锰钢材料制成；由于偏转板与支撑板会发生较多次的摩擦，容易有碎屑脱落，因此在偏转板上和凹坑处的支撑板上均设置有高锰钢材料制成的耐磨层，保证了偏转板与支撑板摩擦时不会有碎屑脱落，进而保证了培养液的纯洁度。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过驱动电机带动培养盘转动，培养盘底部的重力球受到离心力的作用而向远离驱动电机的输出轴的方向移动，并且会带动培养盘下移，使培养盘沉入到培养液中，进而使培养液通过透孔进入到培养盘中，进而使菌种吸收足够量的培养液，停止驱动电机，支撑弹簧将培养盘推回原位，进而培养盘内的植入纤维素酶的木霉吸收培养液后重新脱离培养液，吸收培养液的菌种能够重新进入到空气中，不会出现无氧的情况发生，提高了培养的效率和培养的成活率。

2、本发明通过重力球的离心力的作用带动培养盘下移时，锥帽进入到液体中，锥帽会受到培养液的浮力而上升，进而能够使菌种占据锥帽移动后的空间，进而顶部的菌种能够下移，使菌种能够完全浸入到培养液中，同时在菌种吸收培养液并从培养液中移出后，锥帽受到复位弹簧的复位而下移，进而锥帽下移的过程中，能够带动一部分空气进入到菌种中部，保证了菌种中部的氧气含量，提高了培养的成活率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明中使用的培养设备的立体示意图；

图3是本发明的培养筒的内部结构示意图；

图4是本发明中图3的a部放大图；

图5是本发明的锥帽的结构示意图；

图中：培养筒1、驱动电机2、培养盘3、支撑板4、支撑弹簧5、贯通槽6、偏转板7、重力球8、叶片9、复位弹簧10、锥帽11、连接杆12、转动帽13、拨片14、斜槽15、贯通孔16。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-5所示，本发明所述的一种高活性纤维素酶的生产方法，该方法包括以下步骤：

s1：将木霉经亚硝酸盐诱变和紫外诱变或硝酸盐诱变和微波诱变进行诱变筛选处理，随后向培养设备内放入培养液，培养液与培养盘3底部接触，并在木霉上植入纤维素酶；

s2：随后将植入纤维素酶的木霉放在培养盘3中，随后开启驱动电机2，驱动电机2带动培养盘3转动，培养盘3底部的重力球8受到离心力的作用而向远离驱动电机2的输出轴的方向移动，并且会带动培养盘3下移，使培养盘3沉入到培养液中；能够使没有培养液后的菌株移入到培养液中；

s3：停止驱动电机2，支撑弹簧5将培养盘3推回原位，进而培养盘3内的植入纤维素酶的木霉吸收培养液后重新脱离培养液；能够使吸收培养液的菌株从总的培养液中脱离，以使菌株能够吸收到空气中的氧气；

s4：重复进行s2、s3，直至纤维素酶培养完成，将完成的纤维素酶取出即可；

其中，s1中所述的培养设备包括培养筒1，所述培养筒1底部连接有驱动电机2，所述驱动电机2的输出轴上套接有培养盘3，培养盘3上设置有多个透孔，培养盘3底部的驱动电机2输出轴上固连有支撑板4，支撑板4与培养盘3之间连接有支撑弹簧5；所述支撑板4上开设有贯通槽6，贯通槽6上沿竖直方向插接有偏转板7，偏转板7底端连接有重力球8，偏转板7顶端与培养盘3底端铰接，偏转板7位于贯通槽6靠近驱动电机2的输出轴的一端；支撑板4底部的所述驱动电机2的输出轴固连有多个叶片9；工作时，由于现有的纤维素酶培养时，不能培养较多的纤维素酶，防止下方的纤维素酶被压入培养液中，需要及时将纤维素酶从培养液中取出，防止纤维素酶长时间处于液体中，氧气的耗尽而引起纤维素酶成活率的降低，有限的空间内培养的纤维素酶的量较少，影响了培养的效率，因此本发明主要解决的是如何在有限的空间内，提高培养的效率和培养的成活率；具体采取的措施及使用过程如下：通过向培养盘3内放入培养液，培养液通过透孔进入到培养筒1内侧底部，直至培养液与培养盘3底部接触，停止注入培养液，随后将植入纤维素酶的木霉放在培养盘3中，随后开启驱动电机2，驱动电机2带动培养盘3转动，培养盘3底部的重力球8受到离心力的作用而向远离驱动电机2的输出轴的方向移动，并且会带动培养盘3下移，使培养盘3沉入到培养液中，进而使培养液通过透孔进入到培养盘3中，进而使菌种吸收足够量的培养液，停止驱动电机2，支撑弹簧5将培养盘3推回原位，进而培养盘3内的植入纤维素酶的木霉吸收培养液后重新脱离培养液，吸收培养液的菌种能够重新进入到空气中，不会出现无氧的情况发生，提高了培养的效率和培养的成活率；并且在驱动电机2工作的过程中，叶片9也跟随驱动电机2的工作而转动，叶片9能够对培养液进行充分的搅动，防止培养液顶部的浓度降低，保证了培养的效果。

所述培养盘3顶部连接有复位弹簧10，复位弹簧10顶端连接有锥帽11，锥帽11底部边缘向上弯曲；在培养盘3在重力球8的离心力的作用下下移时，锥帽11进入到液体中时，锥帽11会受到培养液的浮力而上升，进而能够使菌种占据锥帽11移动后的空间，进而顶部的菌种能够下移，使菌种能够完全浸入到培养液中，同时在菌种吸收培养液并从培养液中移出后，锥帽11受到复位弹簧10的复位而下移，进而锥帽11下移的过程中，能够带动一部分空气进入到菌种中部，保证了菌种中部的氧气含量，提高了培养的成活率。

所述锥帽11底部固连有连接杆12，连接杆12底端贯穿培养盘3并转动连接有转动帽13，转动帽13底部边缘处固连有多个拨片14，转动帽13表面开设有多个斜槽15；在锥帽11向下移动的过程中，锥帽11底部的连接杆12被向下推动，进而连接杆12推动转动帽13下移，当锥帽11向上复位的过程中，连接杆12拉动转动帽13上移，转动帽13表面的多个斜槽15能够有培养液持续进入，进而会带动转动帽13转动，转动帽13上的多个拨片14能够将培养液拨动，保证了培养液的浓度较为均匀。

所述拨片14上设置有多个贯通孔16，贯通孔16由中部向两端的过程中，且其直径逐渐变大；在拨片14转动的过程中，拨片14上的多个贯通孔16能够有培养液通过，进而能够使拨片14拨动培养液的均匀的速率更快，同时由于贯通孔16由中部向两端的过程中，且其直径逐渐变大，因此从贯通孔16通过的培养液速率更快，有更快的透过速率，进而对培养液的混合效果更好。

所述重力球8表面涂抹有乳胶膜，乳胶膜内壁为凹坑状；重力球8在移动过程中，重力球8表面的乳胶膜能够对重力球8起到包裹作用，进而会防止重力球8与培养液发生摩擦，防止重力球8表面的物质进入到培养液中，污染培养液，同时乳胶膜内壁为凹坑状，乳胶膜在移动时，会被压动向内变形，在重力球8停止后，变形的乳胶膜复原，能够推动培养液进一步混合。

所述偏转板7上和凹坑处的支撑板4上均设置有耐磨层，耐磨层由高锰钢材料制成；由于偏转板7与支撑板4会发生较多次的摩擦，容易有碎屑脱落，因此在偏转板7上和凹坑处的支撑板4上均设置有高锰钢材料制成的耐磨层，保证了偏转板7与支撑板4摩擦时不会有碎屑脱落，进而保证了培养液的纯洁度。

工作时，由于现有的纤维素酶培养时，不能培养较多的纤维素酶，防止下方的纤维素酶被压入培养液中，需要及时将纤维素酶从培养液中取出，防止纤维素酶长时间处于液体中，氧气的耗尽而引起纤维素酶成活率的降低，有限的空间内培养的纤维素酶的量较少，影响了培养的效率，因此本发明主要解决的是如何在有限的空间内，提高培养的效率和培养的成活率；具体采取的措施及使用过程如下：通过向培养盘3内放入培养液，培养液通过透孔进入到培养筒1内侧底部，直至培养液与培养盘3底部接触，停止注入培养液，随后将植入纤维素酶的木霉放在培养盘3中，随后开启驱动电机2，驱动电机2带动培养盘3转动，培养盘3底部的重力球8受到离心力的作用而向远离驱动电机2的输出轴的方向移动，并且会带动培养盘3下移，使培养盘3沉入到培养液中，进而使培养液通过透孔进入到培养盘3中，进而使菌种吸收足够量的培养液，停止驱动电机2，支撑弹簧5将培养盘3推回原位，进而培养盘3内的植入纤维素酶的木霉吸收培养液后重新脱离培养液，吸收培养液的菌种能够重新进入到空气中，不会出现无氧的情况发生，提高了培养的效率和培养的成活率；并且在驱动电机2工作的过程中，叶片9也跟随驱动电机2的工作而转动，叶片9能够对培养液进行充分的搅动，防止培养液顶部的浓度降低，保证了培养的效果，叶片9能够对培养液进行充分的搅动，防止培养液顶部的浓度降低，保证了培养的效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。