低聚木糖生产可行性报告(8)

生产4 批次并保持较高的酶活和稳定性,但该法生产的低聚木糖中含有大量木糖。酶法制备是目前生产低聚木糖的主要方法。利用内切木聚糖酶水解木聚糖底物得到的以木二糖、木三糖为主要成分的混合物,因此酶解法的关键在于木聚糖酶对底物的适应性,即选择合适的木聚糖酶。早在80 年代中后期, 日本的入江利夫研究小组就认为,不同来源的木聚糖底物要求使用不同的微生物木聚糖酶。例如,以桦木木聚糖为底物时宜选用绿色木霉产木聚糖酶;以棉子壳、玉米芯等木聚糖为底物时宜选用球毛壳菌( Chaetomi um gracil) 产的木聚糖酶。这是因为,首先木聚糖的结构根据其来源不同而不尽相同,除了木糖残基以β21 ,4 糖苷键相连构成的主链外,一般还含有其他种类的糖和其他基团形成的侧链或简单的支叉结构,有的木聚糖还含有乙酰基侧链,因此大多数木聚糖为非均一性多聚糖。其次,木聚糖酶是一类复合酶系,主要包括内切β2木聚糖酶、端切木聚糖酶、β2木糖苷酶等。不同来源的酶系组分有所不同。目前,已报道的能产木聚糖酶的微生物有细菌、链霉菌、曲霉、青霉、木霉和毛壳霉等,它们所含的酶系不尽相同,当用于制备低聚木糖时,则希望得到仅从内部切β21 ,4 糖苷键的酶,从而得到酶解产物木二糖、木三糖,而希望没有或减少从一端切β21 ,4 糖苷键的酶和水解木二糖、木三糖的木糖苷酶。入江利夫等的研究指出,绿色木霉产木聚糖酶对不同来源的木聚糖底物有较好的适应性,因此是较理想的低聚木糖生产用木聚糖酶。后来,他们又转而对球毛壳霉木聚糖酶进行研究,通过对球毛壳霉菌株进行诱变,大幅度提高了球毛壳霉菌株的产木聚糖酶能力,同时也大大改善了木聚糖酶系组成。诱变后菌株( Chaetomi um gracil1161) 的木聚糖酶酶活从出发菌株的21 U/ g培养物提高到2 410 U/ g 培养基(固态发酵) ,酶液用于水解桦木木聚糖得到的水解产物的低聚木糖与木糖之比也从原来的34/ 66 上升到72/ 21 。他们对球毛壳霉变异菌株1161进行进一步的215 t 规模的固态发酵生产木聚糖酶的试验,固态发酵的酶活进一步提高到2 600 U/ g 培养基。日本已将该项技术用于低聚木糖的工业化生产,用玉米芯为原料,碱法制备木聚糖后再用球毛壳菌固定发酵生产。江南大学(原无锡轻工大学) 生物工程学院陶文沂教授课题组自1996 年以来,先后承担了江苏省科技厅“九五”工业攻关项目及国家轻工总局重点科研项目“木聚糖酶的生产和应用研究”,已于2000 年5 月完成了工厂8m3 发酵罐规模的生产性实验研究,已经通过江苏省科技厅以及原国家轻工总会组织的专家组验收和鉴定。选育获得了1 株产木聚糖酶菌株,该菌株不产纤维素酶,且所产的木聚糖酶酶