解淀粉芽孢杆菌MN-8对玉米秸秆木质纤维素的降解

微生物降解木质纤维素既是生物质资源化利用中的关键问题,也是亟需解决的难点问题.本文在前期获得木质素降解菌——解淀粉芽孢杆菌MN-8菌株的基础上,进一步研究该菌株对玉米秸秆木质纤维素的降解作用.研究利用玉米秸秆粉-MSM培养基对MN-8菌株进行固态发酵,监测发酵过程中木质纤维素酶活力和木质纤维素含量变化情况,并通过傅立叶红外光谱(FTIR)和气质联用色谱(GC/MS)对木质纤维素的降解情况及产物进行分析.结果表明:解淀粉芽孢杆菌MN-8菌株可产生木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、纤维素酶和半纤维素酶等木质纤维素降解酶,在发酵10～16 d陆续达到酶活力峰值,最高酶活力分别为55.0、16.7、45.4和60.5 U·g-1.发酵24 d后,玉米秸秆中木质素、纤维素和半纤维素的降解率可分别达到42.9％、40.6％和27.1％.FTIR光谱数据表明,玉米秸秆发酵后木质素、纤维素和半纤维素的特征吸收峰强度均有一定程度的下降,表明木质纤维素被部分降解.GC/MS分析结果也证实,解淀粉芽孢杆菌MN-8能有效降解秸秆木质纤维素.MN-8菌株可断裂玉米秸秆木质素单体之间的连接键β-O-4,将秸秆木质素解聚为苯丙胺、苯丙酮和苯丙酸等保留木质素苯丙烷结构的单体化合物,并将部分单体化合物进一步氧化为Cα羰基化合物,如2-氨基-1-苯丙酮和紫丁香基苯乙酮等.在对纤维素和半纤维素降解产物的GC/MS分析中发现,降解产物包含葡萄糖、甘露糖和半乳糖等多种单糖化合物以及甲酸、乙酸、丙酸、1,1-乙二醇和3-羟基丁酸等代谢产物.表明解淀粉芽孢杆菌MN-8对秸秆木质纤维素表现出强降解作用,且该作用依赖于菌株产木质纤维素降解酶的能力.     

毛栓孔菌XYG422菌株产漆酶发酵条件优化及对玉米秸秆生物降解的研究

利用基础产酶培养基从保藏的9株白腐真菌中筛选得到一株高产漆酶菌株毛栓孔菌XYG422,并通过单因素试验对该菌株发酵培养基及培养条件进行优化筛选,获得较高产漆酶能力,同时研究了该菌株对玉米秸秆的生物降解。研究结果表明:在液体发酵条件下,XYG422产漆酶最适宜碳氮源成分为玉米粉和酒石酸铵,菌株XYG422发酵条件优化后产漆酶酶活显著提升,该菌株最佳发酵培养条件为:玉米粉40g/L、酒石酸铵3g/L、温度30℃、pH 8.0、接种量5个直径1cm的菌饼、转速180r/min,诱导剂吐温-80和2,5-二甲基苯胺在低浓度时对菌株产漆酶有明显的促进作用,菌株产漆酶活性最高可达到41.6U/m L。该菌株表现出了对玉米秸秆较好的生物降解效率,培养60d后,玉米秸秆中木质素、纤维素和半纤维素的降解率依次为83.54%、50.65%和19.53%。     

一株纤维素降解菌的分离、鉴定及对 玉米秸秆的降解特性

[目的]获得高产纤维素酶细菌菌株,探讨以氨化预处理玉米秸秆为底物时的纤维素酶产酶特性及底物降解特性,探讨纤维素酶作用机理,提高玉米秸秆利用率.[方法]用LB培养基分离并纯化菌株,羧甲基纤维素钠培养基培养、刚果红染色进行初步筛选.考察氨化预处理对底物降解率、产酶能力的影响.通过形态特征观察及16S rRNA、Biolog鉴定菌株.[结果]分离到一株高效纤维素降解菌NH11,经鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis). 30℃、发酵5d时,预处理前后玉米秸秆降解率分别为14.24％和24.73％.30℃、pH 7.2时,处理组CMC酶活力峰值处为153.84 U/mL,FPA酶活力为197.24 U/mL,比未处理组分别高出11.45％和10.59％.[结论]NH11具有较高的纤维素酶产酶能力,氨化预处理能够提高菌株对玉米秸秆的降解率.该菌株在秸秆堆肥、制作食用菌培养基和制取反刍动物粗饲料方面具有很高的应用价值.     

木质素降解菌株的分离及其降解玉米秸秆过程中产酶特点

【目的】筛选高效降解木质素的菌株,并研究其以玉米秸秆为底物时木素降解酶活性。【方法】本研究以愈创木酚培养基和苯胺蓝培养基从吉林省不同经纬度的自然朽木及腐朽玉米秸秆土壤样品中分离、筛选得到高效降解木质素的菌株,并对其形态学鉴定,通过ITS序列分析构建系统发育树,分析菌株的分类地位。通过秸秆固体发酵过程产生的胞外木质素酶的活性分析,选出高效秸秆降解菌。【结果】筛选出1株高效降解秸秆的真菌,对其进行形态学特征和ITS序列分析,命名为白囊耙齿菌W2(Irpex lacteus W2)。该菌株在4–8 d内产生的锰过氧化物酶(Manganese peroxidase)呈上升趋势,并且在8 d达到峰值86.31 U/mL,与黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)的最高酶活力45.86 U/mL相比,高出了88.20%(P0.01);该菌株的漆酶(Laccase)活力8 d时达到20.60 U/mL,比对照高40.76%(P0.05)。【结论】本研究分离到一株具有较强降解秸秆能力的真菌,初步鉴定为Irpex lacteus W2,具有较强的降解秸秆能力,其降解秸秆过程中产生较高的锰过氧化物酶与漆酶活力。     

降解烤烟秸秆和烟碱菌株的筛选及其产酶特性

摘要:【目的】为获得能够降解烤烟秸秆和烟碱的菌株,并探索其降解烤烟秸秆的利用途径。【方法】以烤烟秸秆为唯一碳氮源,从烟田土壤中进行了菌株的筛选。采用形态学观察、生理生化特性鉴定、16S rRNA基因序列鉴定等方法对该菌株进行了鉴定,并对其以烤烟秸秆为底物进行液态发酵的产酶活性和木质纤维素降解效果进行了测定。【结果】结果表明:该菌株为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)。在以烤烟秸秆为主要营养物质液态发酵条件下该菌株具有较强的木质素降解能力,最大漆酶活力达到418.52 U/L,而木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶的最大酶活分别为19.71 U/L 和64.71 U/L。此外,发酵20 d后该菌能够完全降解发酵液中的烟碱。【结论】本研究筛选到了1株能够较好降解烤烟秸秆和完全降解烟碱的巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium),且该菌株具有利用烤烟秸秆生产漆酶的应用价值。     

从海水环境分离筛选甘蔗渣纤维素降解菌

【目的】筛选海水环境高效甘蔗渣纤维素降解菌,并研究不同菌株间的混合发酵对甘蔗渣纤维素酶活力的影响,为纤维素降解菌在海水养殖中的应用提供理论基础。【方法】采用刚果红染色法进行菌株初筛,利用DNS法测定各菌株胞外纤维素酶活力及不同菌株间的混合酶液与混合发酵酶液的纤维素酶活力。【结果】筛选得到两株具有较强纤维素分解能力的细菌菌株Z4和S5,经16S rRNA基因序列分析,初步鉴定为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。菌株S5具有最高的全酶活和甘蔗渣纤维素酶活,分别为1.16 U/mL和2.80 U/mL。菌株Z4与S5间混合发酵能明显提高菌株的纤维素酶活力,比S5单独发酵时全酶活、甘蔗渣纤维素酶活分别提高40.60%、14.21%。同时菌株S5与芽孢杆菌BZ5混合发酵也能提高其纤维素酶活力,比S5单独发酵时全酶活、甘蔗渣纤维素酶活分别提高6.23%、25.92%。【结论】筛选得到两株酶系较全且酶活较高的纤维素降解菌Z4、S5,适宜的混合发酵可明显提高纤维素降解能力,在海水养殖中有较大的应用前景。     

秸秆降解放线菌GC的筛选及其应用基础研究

运用循环流化技术,从土壤样品中筛选出1株具有单独降解秸秆能力的菌株GC,考察了该菌的生长特性及产纤维素酶和木质素酶能力,验证了该菌对小麦秸秆的处理效果。结果表明,该菌为放线菌的左式链霉菌(Streptomyces drozdowiczii);可在LB等基础培养基中快速繁殖;纤维素内切酶活和滤纸酶活分别可达67.57 U/mL和19.69 U/mL,并且具备木质素降解能力;该菌单独处理小麦秸秆20 d的秸秆失重率为11.52%;处理产物含多种石油烃、有机醇和植物甾醇等,表明该菌在秸秆等农业面源污染物的资源化利用方面具有良好的开发应用前景。     

产木质纤维素降解酶真菌的筛选及产酶特性

【背景】利用微生物处理秸秆引起研究者的广泛关注。【目的】筛选生长速度快、木质纤维素降解酶活性强的真菌菌株,用于植物秸秆降解和高效利用。【方法】从自然界采集的样品中分离纯化真菌菌株,利用PDA-愈创木酚和PDA-羧甲基纤维素钠平板初筛,再经过液体发酵检测漆酶酶活、羧甲基纤维素酶酶活及菌丝生长速率复筛目的菌株,通过内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)测序法对目的菌株进行鉴定,对目的菌株产漆酶和羧甲基纤维素酶活力进行测定及酶学性质研究。【结果】从样品中分离纯化到18株真菌,通过初筛筛选出9株产木质纤维素降解酶真菌菌株,再经过复筛,筛选出一株产漆酶、羧甲基纤维素酶活力高、菌丝生长快的菌株M1,经过分子生物学鉴定M1为糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus),其漆酶酶活为(243.59±1.11)U/mL,羧甲基纤维素酶酶活为(36.03±0.63) U/mL。在5 d的培养期内,菌丝生长速率为(9.43±0.32) mm/d。对菌株M1的发酵粗酶液的酶学性质进行了检测分析,结果表明,所产的漆酶在pH5.0-6.5相对酶活为90%以上,在pH ...     

一株玉米秸秆纤维素降解放线菌的筛选、鉴定及酶学特性研究

为解决玉米秸秆固废污染和秸秆资源有效利用问题，采用刚果红染色法（水解圈法）和3，5-二硝基水杨酸（DNS）法从玉米秸秆还田土壤中筛选到一株纤维素降解菌，并对该微生物进行生理生化和分子生物学鉴定，发现该菌株降解纤维素效果较好，经鉴定该菌株为纤维素链霉菌（Streptomyces cellulosae），命名为SJS-15，并对该菌株的酶学特性及纤维素降解能力进行了初步研究。结果表明，菌株SJS-15在发酵培养基中的纤维素酶活（CMC）峰值为30.5 U/mL，最适反应pH为6.0，滤纸酶活（FPA）峰值为25 U/mL，最适反应pH为8.0，两种酶均能在温度20~60 ℃，pH 4.0~10.0范围内保持较高酶活性。纤维素分解实验表明菌株SJS-15对玉米秸秆和滤纸有分解能力，40 d时对玉米秸秆降解率为35.6%（质量分数，下同），对滤纸降解率为18.6%。扫描电镜结果显示经菌株处理的玉米秸秆较对照有明显降解痕迹。菌株SJS-15具有良好的抗逆性和玉米秸秆纤维素分解能力，可作为玉米秸秆还田和堆肥发酵的高效菌株进行进一步研究。     

一株低温木质素降解菌的筛选、产酶优化及酶学性质

【背景】我国北方地区秋冬两季平均气温较低,低温环境使得秸秆更难自然降解。【目的】筛选高效低温木质素降解菌,探索其酶学特性并提高其产酶性能和秸秆降解效率。【方法】通过苯胺蓝法和酶活测定对菌株进行筛选,以Lip、Lac、Mnp酶活力为评价指标,采用单因素和响应面法进行产酶条件优化及酶学性质研究,通过固态发酵试验研究其对秸秆的降解效率。【结果】筛选到一株高效菌LS-1,经形态学和分子生物学鉴定其为嗜麦芽窄食单胞菌。菌株LS-1在木质素为碳源、蛋白胨为氮源、pH 8.0、培养温度15°C、培养时间3 d时产酶效果最佳,其中Lip酶活力为23.34 U/mL、Lac酶活力为9.37 U/mL、Mnp酶活力为50.89 U/mL。Lip和Lac最适作用温度为30°C且热稳定性良好,Mnp最适作用温度为50°C但热稳定性较差。Lac最适作用pH 4.0且耐酸性较好,Lip和Mnp最适作用pH 5.0;0.75 mmol/L Mg~(2+)和0.5%吐温-20对Lip有促进作用,1 mmol/L Cu~(2+)和丁香酸对Lac有促进作用,0.1%-0.5%吐温-20均对Mnp有促进作用。15°C固态发酵后,秸秆失重率达18.85%,木质素降解率达36.14%,比对照组提高约6倍以上。【结论】本研究为低温木质素高效降解提供了优质菌种资源,在秸秆降解方面具有良好的应用前景。     

链霉菌对烟草中烟碱与绿原酸的降解作用研究

为了研究对烟草中烟碱与绿原酸的快速生物降解,筛选了能有效降解烟草中烟碱与绿原酸的链霉菌Z6菌株与Z8菌株,考察了Z6和Z8菌株在不同培养基上的培养特征,探讨了所选菌株对烟碱与绿原酸的降解特性。实验结果表明,Z8链霉菌在烟草固体培养基中培养48h后,对培养基中烟碱的降解率达到83.9%;培养72h后,对烟碱的降解率可达到93.7%,此时烟草中的烟碱含量降低到0.38mg/g,达到了欧盟条例的无害化标准。Z6菌对绿原酸的降解程度较高,培养48h后,对绿原酸的降解率为57.1%;培养72h后,降解率可达到67.5%.     

Feather degradation by Kocuria rosea in submerged culture

A strain of Kocuria rosea with keratinolytic activity was studied. In batch culture, the optimum temperature for feather degradation, bacterial growth and protease secretion was at 40 °C. A specific growth rate of 0.17 h⁻¹ was attained in basal medium with feathers as fermentation substrate. Under these conditions, after 36 h of incubation, biomass and caseinolytic activity reached 3.2 g/l and 0.15 U/ml, respectively. Extracellular protease secretion was associated with the exponential growth phase. In batch fermentation, feather degradation up to 51% in 72 h was obtained with a conversion yield in biomass of 0.32 g/g. No organic acids were detected in the fermentation broth in significant amount. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

木聚糖酶产生菌的筛选与酶学生化特性

从自然界中筛选出可分泌高产木聚糖酶的黑曲霉,并对其产酶条件和酶学特性进行优化和分析.结果表明:该菌株培养48 h后,所产的木聚糖酶比酶活最高,达到1645.66 U/g;通过培养基的优化,其比酶活达到了2 698.28 U/g.最优培养基组成(质量分数):麸皮75.0％、玉米12.5％、豆粕12.5％.该酶的最适温度为37℃,最适pH为4.5.     

根瘤菌BK-20固定化细胞生产L(+)-酒石酸

顺式环氧琥珀酸水解酶(CESH)是根瘤菌BK-20生产L(+)-酒石酸的关键酶。为提高其生产效率和生产稳定性,首先优化根瘤菌BK-20的产酶条件,然后利用固定化细胞连续生产L(+)-酒石酸。结果显示,优化后游离细胞酶活达(3 498.0±142.6)U/g,较优化前提高643%。固定化细胞酶活达(2 817.2±226.7)U/g,其最适包埋剂、菌体浓度和凝胶浓度分别为海藻酸钠,10%(W/V)和1.5%(W/V)。固定化细胞连续反应10批后,其形状和酶活均无明显改变,单批次转化率达98%以上,具有良好的生产稳定性。     

黑曲霉固态发酵及酶解玉米皮

以玉米提取淀粉后的玉米皮渣为主要原料,采用黑曲霉固态发酵法产酶再酶解的二步法降解玉米皮中纤维素类物质。经Plackett-Burman法及响应面设计优化发酵条件得:温度30℃,接种量10%,初始水分体积分数60%,物料厚度2.47 cm,初始pH 5.79,发酵时间6 d;滤纸比酶活可达11.01 U/g,较原始酶活提高了40.61%;产酶结束后加入pH 4.8醋酸-醋酸钠缓冲液,置于50℃下酶解144 h,中性洗涤纤维与酸性洗涤纤维降解率分别为46.09%、48.82%,还原糖质量分数达到9.02%。     

一株毒死蜱降解新菌株Sphingopyxis terrae R17的分离鉴定及降解特性

从农药厂排污沟污泥中分离到一株能降解毒死蜱的新菌株,命名为R17,经生理生化和16S rDNA序列同源性分析,鉴定为Sphingopyxis terrae.R17可以利用毒死蜱作为唯一碳源生长,该菌株的最适生长温度为35℃、最适pH为7～8,在此条件下培养28 h后,菌落浓度达9.18×108cfu/mL.研究了该菌在...     

红曲菌利用生物柴油废液生产红曲色素

对生物柴油废液作简单处理,利用红曲茵发酵生物柴油废液中副产物甘油生产红曲色素。通过响应面方法确定最佳发酵培养基为：甘油48．49g/L,蛋白胨3．12g／L,K2HPO4·3H202．01g/L,MgSO4 0．48g／L,ZnSO4·7H2O 0．04g／L,MnSO4·H2O 0．03g／L,玉米浆13mL／L,植物油10mL／L,起始pH为6。发酵结果表明：在接种量6％（v／v）,转速140r／min,35℃的条件下发酵培养6d,红曲色素最高产量到达204U／mL。说明用生物柴油废液中的粗甘油为原料生产红曲色素是基本可行的。可望为生物柴油废液的资源化提供一条环境友好型的途径。     

中性蛋白酶高产菌株的筛选及产酶酶系分析

目的:满足水产中对中性蛋白酶的需求。方法:以实验室保藏的米曲霉ZW为出发菌株,经Co60定向诱变,通过透明圈法初筛、摇瓶发酵复筛,筛选中性蛋白酶活力高的菌株,并对其进行产酶酶系分析。结果:筛选到的米曲霉ZW-06产中性蛋白酶酶活可达15000U/g干曲,比诱变前酶活提高了74%,是目前国内报道的固体发酵产中性蛋白酶活力最高的菌株;经过10代传代之后,酶活力仍保持稳定。通过对米曲霉ZW-06进行产酶酶系分析,发现发酵产物中除了有较高的中性蛋白酶酶活,还有较高的木聚糖酶和酸性纤维素酶酶活,酶活分别达到49879U/g干曲和21099U/g干曲。结论:米曲霉ZW-06在饲料工业中有很大     

Production of raw cassava starch-degrading enzyme by Penicillium and its use in conversion of raw cassava flour to ethanol

A newly isolated strain Penicillium sp. GXU20 produced a raw starch-degrading enzyme which showed optimum activity towards raw cassava starch at pH 4.5 and 50 °C. Maximum raw cassava starch-degrading enzyme (RCSDE) activity of 20 U/ml was achieved when GXU20 was cultivated under optimized conditions using wheat bran (3.0% w/v) and soybean meal (2.5% w/v) as carbon and nitrogen sources at pH 5.0 and 28 °C. This represented about a sixfold increment as compared with the activity obtained under basal conditions. Starch hydrolysis degree of 95% of raw cassava flour (150 g/l) was achieved after 72 h of digestion by crude RCSDE (30 U/g flour). Ethanol yield reached 53.3 g/l with fermentation efficiency of 92% after 48 h of simultaneous saccharification and fermentation of raw cassava flour at 150 g/l using the RCSDE (30 U/g flour), carried out at pH 4.0 and 40 °C. This strain and its RCSDE have potential applications in processing of raw cassava starch to ethanol.