一种含苹果酸膜浓相废水的培养基及应用的制作方法

本发明涉及生物发酵，具体涉及一种含苹果酸膜浓相废水的培养基及应用。

背景技术：

1、纤维素酶的发酵菌株研究多集中在丝状真菌，如青霉、曲美、木霉等，其中里氏木霉(trichoderma reesei)是目前发现的最有效的纤维素酶生产菌之一，可以生产包含多种纤维素酶的丝状真菌，由于其产量高、稳定性好、产酶活力高、易于分离纯化，在工业中被广泛用于纤维素酶的生产。里氏木霉纤维素酶的产品广泛应用于生物能源、洗涤剂和布料等领域。此外，还已经开发了里氏木霉生产异源蛋白的能力。

2、纤维素酶的商业化生产最大的问题是给木霉提供合适的诱导物。目前普遍采用纤维素类物质或者乳糖分批补料发酵来生产纤维素酶。但是利用这两种诱导物来生产纤维素酶均有一定的缺陷，利用纤维素类物质生产纤维素酶，会使液体培养基中固体物质含量过高，导致发酵罐难于控制，过大的发酵罐转速消耗能源，同时固体物质不易于流加培养，并且这些物质通常需要一定的预处理之后才能使用；而乳糖在一些国家和地区价格昂贵，不适用于大规模生产，这些因素导致纤维素酶生产成本过高。

3、在苹果酸提取过程中首先进行固液分离，得到苹果酸钙固体和液体，液体液中含有苹果酸、少量菌丝体、无机盐等。为了回收液体中的苹果酸，对液体进行过膜处理，需要的苹果酸在膜轻相中，膜浓相属于废弃物进入废水环节。膜浓相废水中含有一些有机酸、糖、蛋白、矿物质等物质，cod较高，这种高浓度的有机废水的处理较为困难，一般利用好氧或厌氧微生物在适宜的条件下降解污水中的有机物，同时将部分有机物转化成自身细胞成分，从而降低废水的cod。这些方法处理周期长且不彻底，需要进一步深度处理才能达到排放标准，处理成本较高，环保压力较大。

技术实现思路

1、本发明提供了一种含苹果酸膜浓相废水的培养基，在产纤维素酶的底物培养基及补料培养基中，利用苹果酸膜浓相废水替代部分自来水作为溶剂，既缩短了发酵周期，提高了产酶量，又节省了污水处理成本，减小了环保压力，达到了变废为宝的效果，具有重要的环境效益和经济效益。

2、具体的，本发明提供了一种含苹果酸膜浓相废水的培养基，包括碳源、氮源、无机盐和溶剂；其中，所述溶剂为水和苹果酸膜浓相废水的混合液。

3、优选地，所述苹果酸膜浓相废水和水的体积比例范围为1:1.1～1:5。

4、优选地，所述苹果酸膜浓相废水和水的体积比例范围为1:1.2～1:5。

5、优选地，所述苹果酸膜浓相废水和水的体积比例范围为1:1.2～1:4。

6、优选地，所述苹果酸膜浓相废水和水的体积比例范围为1:2.5～1:3.5。

7、在一些实施例中，所述苹果酸膜浓相废水是发酵法生产苹果酸，在苹果酸提取过程中通过纳滤膜将苹果酸透出后残留下的浓相产生的。

8、在一些实施例中，所述苹果酸膜浓相废水中苹果酸2.5～4.5％，丁二酸0.5～1.5％，总氮0.1～0.5％，总糖1～5％。

9、在一些实施例中，所述苹果酸膜浓相废水中苹果酸3.18％，丁二酸0.92％，总氮0.29％，总糖3.8％。

10、在一些实施例中，所述碳源为糖类、淀粉或纤维素中的一种或任意组合；优选地，所述碳源为糖类；优选地，所述碳源为葡萄糖。

11、在一些实施例中，所述氮源为有机氮源和/或无机氮源；优选地，所述无机氮源为铵盐、硝酸盐和氨水中的一种或任意组合；所述有机氮源为花生饼粉、黄豆饼粉、棉子饼粉、玉米浆、酵母粉、鱼粉、蚕蛹粉、蛋白胨、麸皮、废菌丝体中的一种或任意组合；优选地，所述氮源为玉米浆和硫酸铵。

12、在一些实施例中，所述无机盐为硫酸镁、氯化钙、磷酸二氢钾、硫酸铁、硫酸镁、硫酸锌、硫酸锰和氯化钴中地一种或任意组合。

13、在一些实施例中，所述培养基包括：碳源15-30份，氮源10-40份，无机盐3-10份。

14、在一些实施例中，所述培养基(g/l)中，葡萄糖为15～30，玉米浆为10～30，(nh4)2so4为3～6，mgso4·7h2o为0.8，cacl2为0.3，kh2po4为3～7，feso4·7h2o为0.002～0.01，mnso4·h2o为0.001～0.005，znso4·7h2o为0.001～0.01，cocl2·6h2o为0.002～0.01。

15、在一些实施例中，所述培养基(g/l)中，葡萄糖为20，玉米浆为15，(nh4)2so4为4，mgso4·7h2o为0.8，cacl2为0.3，kh2po4为5，feso4·7h2o为0.003，mnso4·h2o为0.0012，znso4·7h2o为0.0014，cocl2·6h2o为0.0022。

16、本发明还提供一种纤维素酶的发酵方法，其中，发酵培养基和/或补料糖所用溶剂为所述溶剂为水和苹果酸膜浓相废水的混合液。

17、在一些实施例中，所述发酵方法包括：将摇瓶种子接入发酵罐，发酵过程中控制ph4.5；通过流加补料糖控制残还原糖；补料糖含有：葡萄糖和乳糖。

18、优选地，按10％接种量将摇瓶种子接入发酵罐，发酵过程中通过流加氨水控制ph4.5，当初始糖降至0.5g/l后，通过流加补料糖控制残还原糖0.2～0.5g/l；补料糖含有：10～30％葡萄糖，1.5～5％乳糖；优选地，补料糖含有：50％葡萄糖，2％乳糖。

19、优选地，起始装液量30-50％，发酵温度25-35℃，罐压0.03～0.08mpa，通风比0.8vvm，搅拌转速150～600rpm，全程提转速和罐压控制溶氧30～60％。

20、有益效果

21、相比现有技术，本发明的某一个实施例具有至少一个以下的有益效果：

22、本发明通过在发酵培养基和/或补料糖所用溶剂中加入苹果酸膜浓相废水，使得发酵周期缩短，获得的纤维素滤纸酶活力增加，综合产酶速率增加，并且通过变废为宝，节省了污水处理成本，减小了环保压力，具有重要的环境效益和经济效益。

23、术语说明

24、在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

25、在下面的内容中，无论是否使用“大约”或“约”等字眼，所有在此公开了的数字均为近似值。每一个数字的数值有可能会出现1％、2％、5％、7％、8％、10％、15％或20％等差异。每当公开一个具有n值的数字时，任何具有n+/-1％,n+/-2％,n+/-3％,n+/-5％,n+/-7％,n+/-8％,n+/-10％,n+/-15％or n+/-20％值的数字会被明确地公开,其中“+/-”是指加或减。