米根霉利用纯糖和不同预处理玉米秸秆酶解糖生产L-乳酸

通过单因素实验设计,优化米根霉摇瓶发酵产L-乳酸。在此基础上,以蒸气爆破和碱处理玉米秸秆酶解液为混合C源,与纯糖对比,研究不同预处理玉米秸秆混合C源对米根霉发酵产L-乳酸的影响。结果显示:在初始葡萄糖质量浓度100g/L、(NH4)2SO4质量浓度2g/L、接种量6%(体积分数)、转速170r/min、发酵12h后添加30g/LCaCO3的条件下,米根霉发酵产L-乳酸质量浓度为69.15g/L。米根霉发酵不同预处理玉米秸秆酶解混合C源,木糖的存在影响了米根霉的C代谢网络,降低L乳酸的产量。     

北方玉米秸秆与猪粪混合厌氧发酵条件

为了提高中国北方地区秸秆厌氧发酵产气效果,将秸秆与猪粪混合来进行厌氧发酵研究.在接种物量为20%、总固体发酵物浓度控制为10%的条件下,分别研究了温度(25℃、35 ℃)、玉米秸秆与猪粪质量比(1:1、1.5:1、2:1)、秸秆粒径(<1 cm、1～3 cm、5～10 cm)对玉米秸秆与猪粪混合厌氧发酵产气效果的影响....     

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。     

低施肥条件下秸秆还田对冬小麦旗叶衰老的影响

通过田间小区试验,在低施肥常规田间管理条件下,研究了不同秸秆还田量下接茬冬小麦旗叶叶绿素(Chl)含量、净光合速率(Pn)、超氧化物岐化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量和可溶性蛋白(SP)含量的变化特征及其之间的关系.结果表明,低施肥常规田间管理条件下,接茬冬小麦旗叶叶绿素含量、净光合速率、超氧化物岐化酶活性和可溶性蛋白的变化随秸秆还田量的增加呈单峰趋势,过氧化物酶和丙二醛的变化随秸秆还田量的增加呈单谷趋势.秸秆还田对冬小麦旗叶衰老的影响主要是通过影响保护酶的水平,尤其是POD作用更大.在本试验条件下,玉米秸秆还田量为9000kg/hm2的处理各抗衰老性指标最好,抗衰老隶属函数综合评价值最大,产量最高;玉米秸秆还田量为15000kg/hm2的处理各抗衰老性指标最差,抗衰老隶属函数综合评价值最小,产量最低.在本地区低施肥常规田间管理下,9000kg/hm2的玉米秸秆还田量对接茬冬小麦旗叶抗衰老性及增产较为适宜.     

1株瓦克青霉降解玉米秸秆条件的初步研究

从林间土壤中分离筛选获得产纤维素酶活力较高的菌株,经鉴定为瓦克青霉(Penicillium s askmanii ZN6).以滤纸酶活力为测定指标,开展瓦克青霉降解玉米秸秆条件研究,确定最佳温度32℃,起始pH 5.0,接种量6％(体积比),最适添加麸皮量为10％,降解时间72 h的滤纸酶活力达到6.27 IU/g.     

Bt玉米秸秆杀虫蛋白对赤子爱胜蚓酶活性的影响

Bt玉米分泌的Bt蛋白可通过秸秆还田、根系分泌、花粉飘落等途径进入土壤.本文模拟秸秆还田,在土壤中添加5%或7.5%的Bt玉米及其同源常规玉米秸秆饲养赤子爱胜蚓,分别于7、14d后检测蚯蚓总蛋白含量、乙酰胆碱酯酶(AchE)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性.结果表明:同一玉米品种,同一秸秆添加量处理下,与培养7d相比,培养14d的蚯蚓总蛋白含量下降,AchE、CAT和SOD酶活性提高,GSH-PX酶活性降低.同一培养时间、同一秸秆添加量处理下,与常规相比,Bt玉米培养的蚯蚓SOD活性提高,AchE和GSH-PX活性下降,总蛋白含量和CAT活性无显著变化.表明Bt玉米秸秆处理对蚯蚓总蛋白没有抑制作用,能降低AchE和GSH-PX活性,对CAT没有诱导作用,但在短时间内能诱导蚯蚓SOD酶活性.     

固定化纤维素酶对预处理纤维素原料水解效果的影响

以壳聚糖为载体用交联法制备固定化纤维素酶,考察固定化纤维素酶对蒸爆、球磨、超声波、喷淋、高温预处理玉米秸秆纤维素原料的酶解效果.结果表明:物料经蒸爆预处理后酶水解效率最高可以达到95%,球磨预处理水解效率次之,达到60%.用电镜和FT-IR对处理前后秸秆结构进行表征分析,证明预处理对物料的物理结构及化学组成有一定的影响.蒸爆法和球磨法可以使物料致密的天然结构彻底破坏,从而增加物料的比表面积;蒸爆预处理可以使纤维素内部氢键和官能团改变,使物料更易于酶解.     

枯草芽胞杆菌发酵玉米秸秆后对家蝇的饲养效果

作物秸秆是重要的农业资源,为有效利用作物秸秆,本文利用枯草芽胞杆菌发酵玉米秸秆,配制成人工饲料来饲养家蝇。从菌液加入量和发酵天数来考察对家蝇饲养效果的影响,结果表明:枯草芽胞杆菌菌液加入量为3 mL(3.2×10~(11)cfu/mL),发酵天数3d时对家蝇饲养效果较好,幼虫质量为16.91g,与不加菌液的对照组(13.30g)相比存在显著性差异(P0.05)。经过枯草芽胞杆菌发酵和家蝇幼虫处理后,玉米秸秆的纤维素、半纤维素、木质素的绝对含量都显著降低(P0.05)。经过家蝇取食后的饲料残渣,经检测,有机质等均达到国家标准。最优家蝇饲料配方为:枯草芽胞杆菌菌液加入量3mL(3.2×10~(11) cfu/mL),发酵天数3d,玉米秸秆和麦麸各125g,每250g饲料添加初孵幼虫200mg。本研究利用枯草芽胞杆菌发酵玉米秸秆,提高其营养价值,并进一步饲养家蝇,为秸秆的资源化利用和家蝇规模化饲养奠定了基础。     

根霉12号固体发酵产生纤溶酶工艺条件的研究

研究了根霉12号固体发酵产生纤溶酶的工艺条件。采用单因素试验、均匀设计方法对固体发酵培养基的碳源、氮源、碳氮比、初始pH、加水量、无机盐加量进行了优化;采用正交试验对发酵时间、接种量进行了研究。结果表明,实验范围内根霉12固体发酵产纤溶酶的适宜培养基组成为：麸皮：豆粕=1:2,初始pH5.0,加水量0.75ml／g物料,MnSO4-H2O 和 (NH4)2SO4加量分别为0.25％和1.42％(对物料)。适宜培养条件为接种量10^7个孢子/g 物料,培养时间 72h。优化条件下的纤溶酶产量平均达 791.81u／g物料。     

土壤添加玉米秸秆对小麦Pb毒害缓解效应

采用室内盆栽和网室盆栽的方法研究了Pb污染土壤上玉米秸秆对小麦幼苗生物效应、成熟期籽粒Pb含量和蛋白质含量以及产量性状的影响,探讨了玉米秸秆缓解Pb毒害小麦的生理机制.结果表明,添加3g/kg和6g/kg的玉米秸秆对Pb污染土壤上小麦幼苗生长有明显的促进作用,能有效缓解Pb对小麦的毒害.具体表现为,与对照相比,小麦幼苗根长、芽长、植株干重增大,叶绿素含量和根系活力升高,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)同工酶活性以及丙二醛(MDA)含量下降,小麦成熟期籽粒Pb含量降低,蛋白质含量以及生物产量升高.     

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.     

木质纤维素酶高产菌株的筛选及其对玉米秸秆降解效果的影响

为了提高玉米秸秆中木质素的降解率,从腐烂的树枝和土壤中筛选木质纤维素酶高产菌株,以秸秆为唯一C源富集培养后,采用PDA-愈创木酚法进行初筛,筛选出产木质素酶真菌5株,然后以玉米秸秆为主要C源进行固态发酵和复筛。结果表明:第5号菌株在发酵玉米秸秆5 d后,使木质素的降解率达到最高(34.95%),粗纤维的降解率达到20.00%,显著高于其他4种菌株(P<0.05),其羧甲基纤维素酶比酶活达到116.35 U/g;10 d后,其木质素酶比酶活达到最高(45.64 U/g)。     

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.     

稀碱预处理棕榈残渣制备纤维乙醇

以棕榈残渣(Empty fruit bunch,EFB)为原料,通过预处理、酶解、发酵等过程制备纤维乙醇.首先对比了碱、碱/过氧化氢等预处理条件对棕榈残渣组成及酶解的影响,结果表明稀碱预处理效果较好.适宜的稀碱预处理条件为:NaOH浓度为1％,固液比为1∶10,在40℃浸泡24 h后于121℃下保温30 min,在该条件下,EFB的固体回收率为74.09％,纤维素、半纤维素和木质素的含量分别为44.08％、25.74％和13.89％.对该条件下预处理后的固体样品,以底物浓度5％、酶载量30 FPU/g底物酶解72 h,纤维素和半纤维素的酶解率分别达到84.44％和89.28％.进一步考察了酶载量和底物浓度对酶解的影响以及乙醇批式同步糖化发酵,当酶载量为30 FPU/g底物,底物浓度由5％增加至25％时,利用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae(接种量为5％,VIV)发酵72 h后乙醇的浓度分别为9.76 g/L和35.25 g/L,可分别达到理论得率的79.09％和56.96％.     

高效木质素降解菌的筛选及其对玉米秸秆的降解效果

本研究利用愈创木酚和苯胺蓝固体培养基对菌株进行初筛,利用形态学和分子生物学对筛选出的菌株进行鉴定,以黄孢原毛平革菌Phanerochaete chrysosporium CGMCC 5.0776为对照,利用其对玉米秸秆进行预处理并测定木质素和纤维素的降解率,测定筛选菌株在预处理玉米秸秆过程中漆酶、锰过氧化物酶（manganese peroxidase,MnP）和木质素过氧化物酶（lignin peroxidase,LiP）活性。结果表明:利用愈创木酚和苯胺蓝固体培养基,从16株白腐真菌菌株中筛选出2株具有较高漆酶或MnP活性的菌株,鉴定其为桦栓孔菌Trametes betulina (L.) Pilát（ZT-153）和亚黑管孔菌Bjerkandera fumosa (Pers.) P. Karst.（ZT-307）,测定T. betulina ZT-153和B. fumosa ZT-307对玉米秸秆酸不溶木质素降解效率分别为13.60%和21.87%,较对照P. chrysosporium CGMCC 5.0776高1.58%和9.85%,对纤维素的降解率较低,分别为4.10%和4.50%。2株菌株在预处理玉米秸秆过程中,T. betulina ZT-153表现出漆酶和MnP活性,B. fumosa ZT-307只表现出LiP活性。其中B. fumosa ZT-307对玉米秸秆酸不溶木质素的降解效率最高,在秸秆资源的综合利用方面具有较好的潜力和应用前景。     

Study on Optimal Conditions of Degradation of Wheat Straw by Cellulase and Analysis of Kinetics

以小麦秸秆为原料,通过正交实验对纤维素酶降解秸秆纤维的影响因素进行了研究.结果表明,影响小麦秸秆降解的因素依次为:酶量＞酶解时间＞料液比＞反应温度,其最适条件是:加酶量为40 u/g,酶解时间为10h,反应温度为40℃,料液比为1∶3,总糖含量达到43.24％.以米氏方程为基础,建立起最适酶解条件下总纤维素降解的动力学模型.     

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.     

长期免耕不同秸秆覆盖量对玉米产量及其稳定性的影响

阐明长期免耕不同秸秆覆盖量下玉米产量变化趋势及其稳定性差异,可为建立和评价长期保护性耕作模式、促进粮食持续生产提供理论支撑.本研究基于我国东北黑土区长期保护性耕作定位试验(始于2007年),以传统垄作(RT)为对照,分析了免耕无秸秆覆盖(NT0)、免耕33％秸秆覆盖(NT33)、免耕67％秸秆覆盖(NT67)和免耕10...     

玉米、小麦、水稻原生质体制备条件优化

玉米Zea mays L.、小麦Triticum aestivum L.、水稻Oryza sativaL.是三大重要粮食作物,对其原生质体制备条件的优化具有重要意义.以玉米(综3)、小麦(中国春)、水稻(日本晴)10日龄幼苗为材料,研究了叶肉细胞原生质体分离过程中的酶浓度、酶解时间和离心力大小等因素对产量和活力的影响.结果表明:酶浓度和酶解时间对原生质体产量影响显著,随着酶解液浓度和酶解时间的提高,原生质体产量增加,但细胞碎片同时增多.水稻经真空处理后,原生质体产量大幅度提高.通过正交实验设计得出如下结果:玉米叶肉细胞原生质体分离的最佳条件为:纤维素酶1.5％,离析酶0.5％,50 r/min酶解7h,100×g离心2 min收集,原生质体产量为7×106/g FW;小麦叶肉细胞原生质体分离的最佳条件为:纤维素酶1.5％,离析酶0.5％,50 r/min酶解5h,100×g离心2 min收集,原生质体产量为6×106/g FW;水稻叶肉细胞原生质体分离的最佳条件为:纤维素酶2.0％,离析酶0.7％,50 r/min酶解7h,1 000×g离心2 min收集,得到的原生质体产量为6×106/g FW.通过二乙酸荧光素染色发现原生质体活力均在90％以上.用PEG-Ca2+介导法将含有绿色荧光蛋白的质粒转化入原生质体,转化率可达50％ ～80％.     

秸秆颗粒还田对黑土土壤酶活性及细菌群落的影响

为探讨不同玉米秸秆颗粒还田量对黑土生物学特性及细菌群落的影响,在内蒙古兴安盟扎赉特旗农业科技示范园试验地设置秸秆0%还田,还田量0kg/hm^2(CK)、秸秆60%还田,还田量4500kg/hm^2(JG1)、秸秆70%还田,5250kg/hm^2(JG2)、秸秆80%还田,6000kg/hm^2(JG3)、秸秆90%还田,6750kg/hm^2(JG4)和秸秆100%还田,7500kg/hm^2(JG5)6个处理,通过连续2年大田试验,研究土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性、微生物生物量碳氮以及细菌群落的变化。结果表明:秸秆还田能够增加土壤蔗糖酶(3.29%—32.12%),脲酶(5.32%—52.66%),过氧化氢酶(0.60%—27.11%),碱性磷酸酶的活性(10.89%—64.20%),土壤微生物生物量碳(1.32%—7.07%)、氮(16.35%—80.46%)含量;秸秆施入土壤也提高了黑土变形菌门和厚壁菌门相对丰度,提高了土壤固氮、分解养分及抵御病害能力,并降低了放线菌门相对丰度,降低了土壤病害发生概率,还出现了具有固氮、吸磷、改良土壤特性的新细菌,可见玉米秸秆还田具有重要的生态学意义,可在一定程度上增加细菌数量和种类多样性,进而使土壤系统向稳定健康的方向发展。综合研究结果在本试验条件下,以6750kg/hm^2为较适宜的玉米秸秆颗粒还田量。