专利名称：一种发酵营养助剂、营养助剂在木聚糖酶制备中的应用及应用方法木聚糖是植物细胞壁中半纤维素的重要组分，占植物碳水化合物总量的三分之 一，是继纤维素之后含量第二丰富的多糖，其主链是由多个3-D-吡喃木糖基以木糖苷键 相连而成。广义的木聚糖酶是指可以降解半纤维素木聚糖的ー组酶的总称。通常所说的木聚 糖酶指内切3 _1，4-D木聚糖酶，负责木聚糖骨架碳链的降解。木聚糖经木聚糖酶处理后， 部分降解可得到低聚木糖，完全降解则得到以木糖为主的五碳单糖。在植物性饲料中存在大量的半纤维素。非反刍动物由于缺少相应的消化酶类，几 乎不能消化半纤维素。在动物肠道中存在的未消化的半纤维素会使食物的黏度增加，阻碍 脂肪和蛋白质等营养物质的消化吸收，降低了饲料的利用率。如果在饲料中加入木聚糖酶， 就可以通过降解饲料中的木聚糖，提高饲料的利用率，提高机体的免疫力，改善动物的生产 性能。传统造纸漂白エ艺是采用氯及其衍生物等酸性漂白剂来去掉木质素，但是这会导 致所排放的造纸废水中含有大量ニ恶英等強烈致畸致癌的有毒有机氯化物，造成严重的环 境污染。如果在化学漂白前，将纸浆用木聚糖酶进行预处理，则会加快纸浆中木质素的释 放，促进氯气等漂白剂更有效地作用，从而減少有害化学漂白剂的使用量，并缩短了纸浆处 理的时间。在酿酒原料的外层有纤维素及半纤维素层，这会影响原料内部淀粉的利用。通过 木聚糖酶对半纤维素层的作用，有利于淀粉酶对原料内部淀粉的降解，提高淀粉的利用率， 増加酒精的产率。此外，在酿造啤酒过程中，由于生产原料中的木聚糖和葡聚糖的影响，会 造成麦汁过滤困难，啤酒混浊，啤酒滤膜堵塞等问题。如果在制备麦芽汁的过程中加入木聚 糖酶，能使木聚糖降解而破坏植物细胞壁，从而有效释放蛋白酶、淀粉酶等水解酶及细胞内 容物，使糖化时间缩短，同时使麦芽汁的黏度降低，提高麦汁的过滤速度及得率。综上所述，木聚糖酶在饲料行业、制浆造纸、酿酒行业等都显示出了巨大的应用潜 力。我国从上世纪80年代开始对木聚糖酶进行研究，但到目前为止，由于木聚糖酶的产量 较低，导致木聚糖酶的生产成本依然较高，经济效益差，严重制约了其在以上エ业领域中的 应用。
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种应用 于发酵中能显著提高发酵效果的发酵营养助剂。本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种发酵 营养助剂在木聚糖酶制备中的应用。本发明所要解决的第三个技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种将发 酵营养助剂应用到木聚糖酶的发酵中，能显著提高木聚糖酶产量的方法。为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是—种发酵营养助剂，包含以下营养成分(g/L):甜菜碱80 120、维生素AO. 1 0. 4、维生素BiO. 1 0. 4、维生素B60. 05 0. 15、维生素B120. 05 0. 15、维生素D30. 1 0. 3、维生素E 0. 1 0. 6、维生素K30. 1 0. 3和烟酸0. 5 0. 8。作为一种优选，所述甜菜碱为无水甜菜碱、一水甜菜碱、盐酸盐甜菜碱、磺酸甜菜 碱、磷酸盐甜菜碱中的一种或几种的混合物。为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是发酵营养助剂在木聚糖酶制备中的应用，将所述发酵营养助剂以300 500g/Kg 固体基质的添加量加入到发酵培养基中。为解决上述第三个技术问题，本发明的技术方案是一种发酵营养助剂在发酵制备木聚糖酶中的应用方法，包括以下步骤(1)种子培养将种子培养基在121°C灭菌20分钟，降温至28 32°C后接入黑曲 霉孢子悬浮液，在搅拌条件下培养2 3天。(2)配制发酵培养基按照干基为50 70wt%酒糟和30 50wt%麦麸的比例配 制固体基质，将生长限制因子用少量水溶解后添加到所述固体基质中，在121°C灭菌20分 钟，再相对每lKg固体基质加入300 500g的发酵营养助剂,然后补充无菌水至发酵培养 基含水量为35 50wt%。(3)发酵培养将步骤⑴得到的种子液，按照100 200mL/Kg固体基质的接种 量接种入步骤(2)得到的发酵培养基中，在温度为28 32°C开始发酵培养，发酵总时间 3. 5 4. 5 天。其中，所述发酵营养助剂包含以下营养成分(g/L):甜菜碱80 120、维生素A0.1 0. 4、维生素&0. 1 0.4、维生素B60. 05 0. 15、维生素B120. 05 0. 15、维生素 D30. 1 0. 3、维生素E 0. 1 0. 6、维生素K30. 1 0. 3和烟酸0. 5 0. 8。优选的，所述甜菜碱为无水甜菜碱、一水甜菜碱、盐酸盐甜菜碱、磺酸甜菜碱、磷酸 盐甜菜碱中的一种或几种的混合物。优选的，所述种子培养基的配方为葡萄糖45 55g/L、蛋白胨8 12g/L、酵母膏 12 18g/L、KH2P041. 5 3g/L 和 MgS04 7H20 0. 5 2g/L。作为进一步的优选，所述种子培养基的配方为葡萄糖50g/L、蛋白胨10g/L、酵母 膏 15g/L、KH2P042g/L 和 MgS04 7H201g/L。优选的，在每lKg固体基质中加入包括玉米浆干粉25 40g、MgS04 7H200. 5 1.0g、CuS04 5H20 1. 0 2. 0g、MnS04 2H20 0. 5 1. 5g 和 FeS04 7H20 0. 05 1. 5g 的生长限制因子。作为一种改进，所述发酵培养时，在发酵至36 48h,按照300 500g/Kg固体基 质的添加量再次加入发酵营养助剂，并扣散摇匀发酵培养基。由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是I、本发明的发酵营养助剂中，含有甜菜碱以及多种维生素，甜菜碱作为ー种生物 碱，具有提供甲基，促进脂肪代谢和蛋白质合成的作用，另外，甜菜碱可以调节胞内渗透压， 提高细胞的通透性，促进酶的外泌，而维生素是微生物正常机能与代谢活动不可或缺的因 素，作为辅助因子參与很多微生物代谢的调控，是微生物代谢调控中的ー个关键环节，本发 明通过采用合理的营养成分配方，通过添加不同水平的维生素改变特定酶活力的大小，从 而重新分配碳架物质在细胞内的流向，能有效促进酶尤其是木聚糖酶的合成。2、本发明在木聚糖酶的发酵培养时在发酵培养基中添加发酵营养助剂，可有效促 进黑曲霉孢子悬浮液菌体的生长及木聚糖酶的代谢，显著提高了发酵效果和木聚糖酶的产 量，缩短了发酵时间，降低了生产成本。3、本发明在配制木聚糖酶的发酵培养基时以エ业废料酒糟、麸皮为发酵培养基的 主要成分，降低了发酵的成本，同时减少了酒糟对环境的污染。4、本发明在发酵过程中适时补充营养助剂，可以适当的补充发酵前期损失的水分 及产酶所需的营养物质，为微生物产酶提供合适的环境和足够的营养，进ー步保证了发酵 效果。

(1)将种子培养基在121°C灭菌20分钟，降温至30°C，向黑曲霉孢子悬浮液斜面菌 种中加入5ml无菌水，用接种针轻轻刮动培养基表面，将制成的菌悬液移入液体种子培养 基中接入黑曲霉孢子悬浮液，在搅拌条件下培养3天。(2)配制发酵培养基按照干基为700g酒糟和300g麦麸的配比配制固体基质，将 包括玉米浆干粉 28g、MgS04 7H20 0. 9g、CuS04 5H20 1. 2g、MnS04 2H200. 9g 和 FeS04 7H20 0. 9g的生长限制因子用少量水溶解后添加到固体基质中，在121°C灭菌20分钟，再加入实 施例4得到的发酵营养助剂480g，然后补充无菌水至发酵培养基含水量为44wt%。(3)发酵培养取步骤(1)得到的种子液140mL，接种入步骤(2)得到的发酵培养 基中，在温度为30°C开始发酵培养，在发酵至42h，再次加入实施例4得到的发酵营养助剂 480g,并扣散摇匀发酵培养基，发酵总时间4天。对比例1(1)配制种子培养基葡萄糖50g/L、蛋白胨10g/L、酵母膏15g/L、KH2P042g/L和 MgS04 *7H20 lg/L。将种子培养基在121°C灭菌20分钟，降温至30°C，向黑曲霉孢子悬浮液 斜面菌种中加入8ml无菌水，用接种针轻轻刮动培养基表面，将制成的菌悬液移入液体种 子培养基中接入黑曲霉孢子悬浮液，在搅拌条件下培养2. 5天。(2)配制发酵培养基酒糟(以干基计)650g、麦麸350g。玉米浆干粉30g、 MgS04 7H20 0. 9g、CuS04 5H201. 2g、MnS04 2H20 0. 9g、FeS04 7H20 0. 9g,以上生长限制因 子用少量水溶解后添加到固体基质中。补充水至培养基终含水量为45wt%。于121°C灭菌 20mino(3)发酵培养取步骤(1)得到的种子液170mL，接种入步骤(2)得到的发酵培养 基中，在温度为30°C开始发酵培养，发酵总时间5天。对比例2(1)配制种子培养基葡萄糖45g/L、蛋白胨12g/L、酵母膏12g/L、KH2P043g/L和 MgS04 *7H20 0. 5g/L。将种子培养基在121°C灭菌20分钟，降温至28°C，向黑曲霉孢子悬浮 液斜面菌种中加入5ml无菌水，用接种针轻轻刮动培养基表面，将制成的菌悬液移入液体 种子培养基中接入黑曲霉孢子悬浮液，在搅拌条件下培养3天。(2)配制发酵培养基酒糟(以干基计)600g、麦麸400g。玉米浆干粉35g、 MgS04 7H20 1. 0g、CuS04 5H202. 0g、MnS04 2H20 1. 5g、FeS04 7H200. 9g,以上生长限制因 子用少量水溶解后添加到固体基质中。补充无菌水至培养基终含水量为50wt%。于121°C 灭菌20min。(3)发酵培养取步骤(1)得到的种子液180mL，接种入步骤(2)得到的发酵培养 基中，在温度为28°C开始发酵培养，发酵总时间5. 5天。对比例3(1)配制种子培养基葡萄糖50g/L、蛋白胨10g/L、酵母膏15g/L、KH2P042g/L和 MgS04 *7H20 lg/L。将种子培养基在121°C灭菌20分钟，降温至30°C，向黑曲霉孢子悬浮液 斜面菌种中加入8ml无菌水，用接种针轻轻刮动培养基表面，将制成的菌悬液移入液体种 子培养基中接入黑曲霉孢子悬浮液，在搅拌条件下培养2. 5天。(2)配制发酵培养基酒糟(以干基计)650g、麦麸350g。玉米浆干粉30g、 MgS04 7H20 0. 9g、CuS04 5H201. 2g、MnS04 2H200. 9g、FeS04 7H20 0. 9g,以上生长限制因子用少量水溶解后添加到固体基质中。培养基于121°C灭菌20min。加入实施例3得到的 发酵营养助剂480g。补充无菌水至培养基终含水量为50wt%。(3)发酵培养取步骤(1)得到的种子液170mL，接种入步骤(2)得到的发酵培养 基中，在温度为30°C开始发酵培养，发酵总时间4. 8天。对比例4(1)配制种子培养基葡萄糖45g/L、蛋白胨12g/L、酵母膏12g/L、KH2P043g/L和 MgS04 *7H20 0. 5g/L。将种子培养基在121°C灭菌15分钟，降温至28°C，向黑曲霉孢子悬浮 液斜面菌种中加入5ml无菌水，用接种针轻轻刮动培养基表面，将制成的菌悬液移入液体 种子培养基中接入黑曲霉孢子悬浮液，在搅拌条件下培养3天。(2)配制发酵培养基酒糟(以干基计)600g、麦麸400g。玉米浆干粉35g、 MgS04 7H20 1. 0g、CuS04 5H202. 0g、MnS04 2H20 1. 5g、FeS04 7H20 0. 9g,以上生长限制 因子用少量水溶解后添加到固体基质中。补充水至培养基终含水量为50wt%。培养基于 121°C 灭菌 20min。(3)发酵培养取步骤(1)得到的种子液150mL，接种入步骤(2)得到的发酵培养 基中，在温度为28°C开始发酵培养，在发酵至40h，加入实施例3得到的发酵营养助剂500g， 并扣散摇匀发酵培养基，发酵总时间5. 2天。实施例6至实施例9、对比例1至对比例4中的发酵时间、制备的木聚糖酶的酶活 情况见表1。表

本发明公开了一种发酵营养助剂、营养助剂在木聚糖酶制备中的应用及应用方法，发酵营养助剂包含以下营养成分(g/L)甜菜碱80～120、维生素A0.1～0.4、维生素B10.1～0.4、维生素B60.05～0.15、维生素B120.05～0.15、维生素D30.1～0.3、维生素E 0.1～0.6、维生素K30.1～0.3和烟酸0.5～0.8。将所述发酵营养助剂按300～500g/Kg固体基质的添加量加入发酵培养基中，发酵培养4～5天制备木聚糖酶。本发明用于木聚糖酶的发酵培养，可有效促进黑曲霉孢子悬浮液菌体的生长及木聚糖酶的代谢，显著提高了发酵效果和木聚糖酶的产量，缩短了发酵时间。