纤维素酶酶解稻壳的条件试验

本文报道康氏木霉Ｎ_２－７８（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａｋｏｎｉｎｇｉ）纤维素酶产生和酶解稻壳的适宜条件。实验结果表明,在稻草粉麸皮固体培养基上,纤维素酶产生的适宜条件为稻草粉和麸皮的比例为７：３,培养基含水量为２５０％,ｐＨ为６．０—６．５,温度为３０℃,时间为３ｄ。酶解稻壳的最适条件为：ｐＨ为４．４,温度为４０℃,作用时间为３ｄ,酶曲量和底物量比例为１：３。     

超临界CO2流体对纤维素酶催化反应的影响

超临界二氧化碳流体预处理对纤维素超分子结构及纤维素酶催化反应有重要影响。一定含水量的微晶纤维素用SC-CO₂ 在 10MPa,50℃处理 30min ,其结构发生了有利于进一步被酶解的变化。上述超临界条件单独作用于纤维素酶时 ,并未造成酶催化活力的降低 ;但与纤维素共同进行SC-CO₂ 处理时 ,纤维素酶则失去催化活性 ,但这种处理却能提高纤维素进一步被酶解的效率。一定范围内处理时的酶用量与酶解效率的增加正相关。纤维素的含水量对SC-CO₂ 处理后的酶解效率有显著影响.     

木霉产纤维素酶酶解木屑的条件试验

自60年代以来,随着微生物酶的研究和利用,科学工作者开展了一系列纤维素酶酶解纤维素的研究,取得了一定的成绩。本文主要报道木霉产纤维素酶酶解木屑及扩大试验的情况。     

康氏木霉(P2)纤维素酶转化蔗髓纤维素成糖及生产SCP

在30升卧式酶解罐和5升标准发酵罐中,进行了以蔗髓纤维素为基质,用康氏木霉(Trichoderma koningii)P2菌株产生的纤维素酶水解成糖生产单细胞蛋白的试验。10%的底物浓度可以得到较高的转化率。最适搅拌速度为10r/min,用酶量为2.21u/g底物,50℃酶促水解24小时,酶解液中还原糖含量为3—4%,底物得糖率49.5%,全纤维素转化率73.8%。用该酶解糖生产单细胞蛋白,试验了5升标准罐培养酵母的最适条件。     

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.     

阿魏酸酯酶和纤维素酶在水解汽爆稻草中的协同作用

利用阿魏酸酯酶, 水解天然木质纤维素原料中半纤维素与木质素之间的阿魏酸酯键, 从破坏两者共价键连接的角度, 探索阿魏酸酯酶促进纤维素酶水解汽爆稻草中纤维素的可行性。结果显示, 当阿魏酸酯酶加入量为240 mu/g底物、水解72 h时, 汽爆稻草纤维素的酶解率、不溶性底物失重率较不加阿魏酸酯酶分别增加了32.00%、32.77%; 阿魏酸酯酶(300 mu/g底物)作用120 min后, 纤维素酶对汽爆稻草纤维素的酶解率、不溶性底物失重率分别增加了29.85%、32.48%。通过比较不同酶法处理后的汽爆稻草的可及度和红外光谱图发现, 阿魏酸酯酶能有效地水解原料中的酯键, 提高原料可及度50%以上。由此表明, 阿魏酸酯酶和纤维素酶之间存在较大的协同作用, 添加阿魏酸酯酶能够提高纤维素酶对天然木质纤维素的酶解效率。     

里氏木霉与黑曲霉混合发酵产纤维素酶及其水解特性

研究了利用里氏木霉和黑曲霉混合培养产纤维素酶,以黑曲霉孢子悬浮液的不同活化浓度及不同的活化时间来寻找2个菌种发挥最大协同作用的结合点以及所产纤维素酶的水解特性。以里氏木霉单一培养和黑曲霉单一培养为参照进行对比研究。底物为农林废弃物之一的玉米秸秆,经过蒸气爆破预处理后,用作产酶C源。结果表明:黑曲霉孢子悬浮液活化浓度为10个/mL,活化时间为12 h时,滤纸酶比酶活最高,达3.32 U/mL,高于里氏木霉单一培养的2.25 U/mL,β-葡萄糖苷酶比酶活达1.32 U/mL,高于里氏木霉单一培养的0.57 U/mL。为进一步验证混合菌产纤维素酶的水解效果,利用混合菌产纤维酶的酶液及里氏木霉产纤维素酶的酶液进行酶水解实验,当酶用量为20 U/g绝干纤维素,底物质量浓度为100 g/L条件下水解48 h,混合菌所产酶液酶解得率达70.00%,高于里氏木霉所产酶液的酶解得率63.05%。实验表明里氏木霉与黑曲霉混合培养产酶是可行的,并优于单一菌种培养。     

玉米秸秆分批补料获得高还原糖浓度酶解液的条件优化

木质纤维素高浓度还原糖水解液的获得是纤维乙醇产业化发展的方向。在发酵工业领域,分批补料法是实现这一目标的重要研究途径。本研究采用分批补料法对获得高浓度玉米秸秆酶解还原糖的条件进行了优化。以稀硫酸预处理的玉米秸秆为原料,考察了液固比、补加量与补加时间对分批补料糖化的影响。结果表明,秸秆高浓度酶解液条件的初始物料为20％ (重量/体积),木聚糖酶220 U/g (底物),纤维素酶6 FPU/g (底物),果胶酶50 U/g (底物),在24 h、48 h后分批补加8％预处理后的物料,同时添加与补料量相应的木聚糖酶20 U/g (底物),纤维素酶2 FPU/g (底物),72 h后,最终糖化结果与非补料法相比,还原糖浓度从48.5 g/L提高到138.5 g/L,原料的酶解率最终达到理论值的62.5％。试验结果表明补料法可以显著提高秸秆水解液还原糖浓度。     

海藻酸钠固定化β-葡萄糖苷酶的研究

以海藻酸钠为载体,研究了β-葡萄糖苷酶固定方法及其条件,并利用固定化β-葡萄糖苷酶进行了酶解试验。结果表明,采用交联-包埋方式,在海藻酸钠质量分数3．5％、给酶量100U／g载体、戊二醛体积分数1％、氯化钙质量分数2％的条件下固定β-葡萄糖苷酶2h,可以获得较佳的固定化效果。其固定率达到65％,重复分批利用20次仍能保持90％以上的酶解得率。利用固定化β-葡萄糖苷酶连续酶解纤维二糖时,在不同进料速度下有着不同的催化效率,当进料速度为1．5mL／min、1．0mL／min时,酶解得率分别达到96,7％和99．0％;与木霉纤维素酶协同水解纤维素时,在β-葡萄糖苷酶总酶活与滤纸酶活之比为0．5（FPA为2．0U／mL）的条件下,酶解滤纸纤维素和微晶纤维素60h的得率比单独采用木霉纤维素酶分别增加了20．4％和29．3％。研究结果对于解决酶法水解纤维资源得率低、酶使用成本高这一关键问题提供了一种有效的方法。     

玉米秸秆酶水解过程中的酶复配条件优化

降低酶解成本是纤维素乙醇生产的关键。利用酶复配技术优化蒸汽爆破处理后玉米秸秆的酶水解工艺条件,以提高纤维素的转化率。通过单因素实验和正交实验,研究了纤维素酶、木聚糖酶和β-葡萄糖苷酶对酶解效率的影响规律。结果表明,汽爆玉米秸秆,纤维素含量达42.21%,半纤维素仅为3.65%。纤维素酶对酶解过程起决定性作用,添加40 FPU/g时,酶解率为75.45%;木聚糖酶可促使更多的纤维素暴露出来,添加1 500 IU/g时,酶解率最高为78.03%;β-葡萄糖苷酶有助于消除纤维二糖积累造成的反馈抑制,用量40 IU/g时,纤维二糖浓度为0.330 4 g/100 m L,酶解率达76.45%。正交实验确定最佳工艺为:纤维素酶用量30 FPU/g,木聚糖酶用量800 IU/g,β-葡萄糖苷酶用量40 IU/g;该条件下,进行底物质量浓度25%的验证实验,葡萄糖达9.3g/100 m L,若用单一天冠纤维素酶,葡萄糖仅5.9 g/100 m L,提高了57.63%。三种酶的影响顺序为:纤维素酶木聚糖酶β-葡萄糖苷酶。     

脱墨用棘孢曲霉SM-L22纤维素酶系中内切酶的纯化及性质

通过Bio GelP 60分子筛和DEAE 与Q sepharose离子交换层析等手段 ,分离纯化了棘孢曲霉SM L2 2纤维素酶系中五种内切酶组分EGⅡ 1、EGⅡ 2、EGⅢ 1、EGⅢ 2和EGⅣ ,并且对这五种内切酶组分的基本性质进行了研究。通过SDS PAGE和IEF电泳测得其分子量分别为 38 7,34 4,31 4,36 9和 2 3 7kD ,等电点分别为pH <3 5,<3 5,4 9,4 5和 5 0。 5个酶组分均属酸性纤维素酶 ,最适pH在 3 5～ 4 0之间 ;最适温度分别为 55℃、60℃、( 60～ 70 )℃、( 60～70 )℃和 60℃。各酶组分有较宽的pH稳定性 ;温度稳定性表现为EGⅡ 1 >EGⅡ 2 >EGⅢ 1>EGⅢ 2 >EGⅣ。EGⅡ 1和EGⅡ 2有较高的底物专一性 ,而EGⅢ 1、EGⅢ 2和EGⅣ对木聚糖有交叉活性。Fe2 +对除EGⅣ以外的四种酶组分都有激活作用 ,尤其是对EGⅢ 2有强烈的激活作用。动力学分析表明各纤维素酶组分对底物亲和力的大小与酶的催化率之间并无相关性。     

脱墨用棘孢曲霉SM-L22纤维素酶系中内切酶的纯化及性质

通过Bio-Gel P-60分子筛和DEAE-与Q-sepharose离子交换层析等手段,分离纯化了棘孢曲霉SM-L22纤维素酶系中五种内切酶组分EGⅡ-1、EGⅡ-2、EGⅢ-1、EGⅢ-2和EGⅣ,并且对这五种内切酶组分的基本性质进行了研究.通过SDS-PAGE和IEF电泳测得其分子量分别为38.7,34.4,31.4,36.9和23.7kD,等电点分别为pH＜3.5,＜3.5,4.9,4.5和5.0.5个酶组分均属酸性纤维素酶,最适pH在3.5～4.0之间;最适温度分别为55℃、60℃、(60～70)℃、(60～70)℃和60℃.各酶组分有较宽的pH稳定性;温度稳定性表现为EGⅡ-1＞EGⅡ-2＞EGⅢ-1＞EGⅢ-2＞EGⅣ.EGⅡ-1和EGⅡ-2有较高的底物专一性,而EGⅢ-1、EGⅢ-2和EGⅣ对木聚糖有交叉活性.Fe2+对除EGⅣ以外的四种酶组分都有激活作用,尤其是对EGⅢ-2有强烈的激活作用.动力学分析表明各纤维素酶组分对底物亲和力的大小与酶的催化率之间并无相关性.     

一株产纤维素酶的甲醇利用细菌的鉴定及其纤维素降解条件优化

采用刚果红染色法,从废弃矿山周边土壤中筛选出一株产纤维素酶的甲醇利用细菌,命名为xt-04。形态特征、生理试验及16SrDNA序列和gyrB序列分析表明,该菌株属于Bacillusmethylotrophicus。为提高该菌所产纤维素酶的降解能力,首先通过单因子实验考察了底物CMC—Na浓度、反应温度及缓冲液pH值对纤维素酶活力的影响;然后采用响应面分析法对影响纤维素酶活力的3个单因子进行了优化。结果表明,单因素实验得出的适宜反应温度、缓冲液pH和底物浓度分别为70℃、5．0和2％（20mg／mL）;响应面法得出的最高酶活力条件：反应温度、pH和底物浓度分别为66．1℃、4．81和19．01mg／mL。在最优条件下,酶活力达到17．85U／mL,比优化前的酶活力12．84U／mL提高了39．01％。因此,鉴于这种纤维素酶能耐受较高温度和酸性条件,该菌株所产纤维素酶可能在工业中具有良好的应用前景。     

嗜热脂肪芽孢杆菌耐热木糖异构酶的特性

嗜热脂肪芽抱杆菌在木糖或木聚糖诱导下产生木糖异构酶。从破碎细胞中分离到该酶。经硫酸铵沉淀,热处理及SephadexG-200柱层析等步骤获得纯化了19倍的酶制备物。该酶反应的最适pH值为7.5,在pH6．2～8．0范围内稳定,最适反应温度为80℃,低于此温度时酶有很好稳定性。该酶对底物木糖的Km值为6．67mmol／L,Mg₂₊、Co₂₊和Mn₂₊对该酶有激活作用,而Zn₂₊、Cu₂₊和Fe相似文献   

N-糖链加工影响里氏木霉形态发生并提高木质纤维素降解能力

[背景] 烟曲霉α-1,2-甘露糖苷酶MsdS在高尔基体中将N-糖链Man₈GlcNAc₂加工为成熟分泌糖蛋白的糖型Man₆GlcNAc₂,有研究表明MsdS与烟曲霉的形态发生、细胞壁合成及蛋白质分泌密切相关;与烟曲霉不同的是,里氏木霉的成熟分泌糖蛋白上的N-糖链结构为Man₈GlcNAc₂,细胞却能正常生长,说明丝状真菌N-糖链的加工具有物种特异性,但其生物学意义不明。[目的] 为研究N-糖链加工对里氏木霉细胞生长及蛋白质分泌的影响,本研究将烟曲霉MsdS转入里氏木霉中以改变其成熟分泌糖蛋白的糖型。[方法] 构建带有烟曲霉msdS基因的重组质粒并转入里氏木霉中,获得msdS表达菌株Tr-MsdS,分析Tr-MsdS菌株的生长表型、N-糖组、蛋白质分泌途径和纤维素酶活性的变化。[结果] 在里氏木霉msdS表达菌株Tr-MsdS中,分泌糖蛋白的主要糖型由出发株的Man₈GlcNAc₂转变为Man₆GlcNAc₂,细胞壁组分发生变化,但细胞壁完整性未受影响;与出发株相比,Tr-MsdS菌株产孢、出芽及分枝增多;另外,MsdS的表达还影响蛋白质分泌,在50℃时降解纤维素和β-葡聚糖的能力分别提高9.9%和32.2%。[结论] 研究结果表明,N-糖链的加工可影响里氏木霉蛋白质,尤其是纤维素酶的分泌,干扰N-糖链加工可能是提高里氏木酶纤维素酶产量的新策略。     

东方肉座菌EU7-22纤维素酶基因的克隆及序列分析

东方肉座菌EU7-22与XC-9、里氏木霉、康宁木霉、黑曲霉、斜卧青霉进行产纤维素酶比较,结果表明菌株EU7-22具有较高的产纤维素酶能力及完整的纤维素酶系.根据里氏木霉和绿色木霉的外切葡聚糖酶,内切葡聚糖酶及β-葡萄糖苷酶相关基因序列,设计引物PCR扩增出菌株EU7-22 cbhⅠ、cbhⅡ、egⅠ、egⅡ及bgl Ⅰ.基因序列经NCBI Blast分析表明,cbhⅠ与绿色木霉cbh1基因(FJ871063)同源性最高达99％;cbhⅡ与康宁木霉cbh2基因(DQ504304)同源性最高达99％;eg Ⅰ与长枝木霉egl基因(GU144298)同源性最高达99％;egⅡ与绿色木霉eg2基因(EF602036)同源性最高达99％;bglⅠ与菌株Trichoderma sp.SSL bgl基因(FJ040193)同源性最高达100％.5种纤维素酶基因编码的相应氨基酸序列与其他木霉纤维素酶的氨基酸序列相似性也非常高.对上述纤维素酶基因编码的相应蛋白的分子量、等电点、N-糖基化位点、信号肽序列进行分析;对纤维素结合区及糖基水解酶家族特征结构区进行了定位;用SWISS-Model模拟了酶蛋白的三级结构.     

Identification and optimal degradation conditions for cellulase-degrading enzyme of a methanol-utilizing and cellulase-producing bacterium

采用刚果红染色法,从废弃矿山周边土壤中筛选出一株产纤维素酶的甲醇利用细菌,命名为xt - 04.形态特征、生理试验及16S rDNA序列和gyrB序列分析表明,该菌株属于Bacillus methylotrophicus.为提高该菌所产纤维素酶的降解能力,首先通过单因子实验考察了底物CMC -Na浓度、反应温度及缓冲液pH值对纤维素酶活力的影响;然后采用响应面分析法对影响纤维素酶活力的3个单因子进行了优化.结果表明,单因素实验得出的适宜反应温度、缓冲液pH和底物浓度分别为70℃、5.0和2％ (20 mg/mL);响应面法得出的最高酶活力条件:反应温度、pH和底物浓度分别为66.1℃、4.81和19.01mg/mL.在最优条件下,酶活力达到17.85 U/mL,比优化前的酶活力12.84 U/mL提高了39.01％.因此,鉴于这种纤维素酶能耐受较高温度和酸性条件,该菌株所产纤维素酶可能在工业中具有良好的应用前景.     

纤维素酶制备过程中不同底物、菌种的研究

比较用两个菌（黑氏木霉Ｔrichoderma reesei RutC-30及其改良菌种）和不同的纤维底物备纤维素酶解效果与酶系构成,研究表明,以玉米秸秆米为底物,发言奶菌种产酶时间比里氏木霉早２天,且改良菌种滤纸酶活要比里氏木霉高,分别为２．３９ＦＰＩＵ／mL和１．８５ＦＰＩＵ／mL,里木氏霉已实际运用到生产工艺中,如把改良菌种运用至生产工艺必将产生可观的经济效益。     

酶法降解植物纤维素技术研究

用正交试验法探讨了以麦秸为原料进行纤维素酶降解的工艺条件。正交试验的结果表明,影响麦秸纤维素降解的因素的主次顺序为A（酶添加量）＞B（底物浓度）＞E（时间）＞C（温度）＞D（pH值）,纤维素酶解麦秸纤维素的最佳组合为A3B1E3C3D2,即纤维素酶的添加量为0．2％,底物浓度为5％,反应时间为2h,反应温度50℃,pH5.0时为最佳条件。在比常规酶解法时间缩短12－30倍的条件下,能使纤维素降解葡萄糖的转化率达22．3％。     

固定化纤维二糖酶的研究

黑曲霉（Aspergillus niger LORRE 012）的孢子中富含纤维二糖酶,将这些孢子用海藻酸钙凝胶包埋后,可以方便有效地固定纤维二糖酶。固定化后的纤维二糖酶性能稳定,半衰期为38 d,耐热性和适宜的pH范围均比固定化前有所增加,其K_m和V_max值分别为6.01 mmol/L和7.06 mmol/(min·L)。利用固定化纤维二糖酶重复分批酶解10 g/L的纤维二糖,连续10批的酶解得率均可保持在97%以上;采用连续酶解工艺,当稀释率为0.4 h^-1,酶解得率可达98.5%。玉米芯经稀酸预处理后,其纤维残渣用里氏木霉（Trichoderma reesei）纤维素酶降解,酶解得率为69.5%;通过固定化纤维二糖酶的进一步作用,上述水解液中因纤维二糖积累所造成的反馈抑制作用得以消除,酶解得率提高到84.2%,还原糖中葡萄糖的比例由53.6%升至89.5%,该研究结果在纤维原料酶水解工艺中具有良好的应用前景。