利用纤维素废弃物发酵生产纤维素酶的研究

以纤维素废弃物为原料利用黑曲霉LN0402菌株发酵生产纤维素酶。分别考察培养时间、碳源用量、装液量、摇床转速及孢子悬液体积分数等因素对该菌株利用不同碳源生产纤维素酶能力的影响。确立了黑曲霉LN0402利用不同纤维素废弃物产纤维素酶的最适条件。     

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。     

三菌混合固态发酵产纤维素酶

以稻草粉和麸皮为主要原料,对白腐菌(White-rot fungi) NS75、黑曲霉(Aspergillus niger)NS83和絮凝酵母(Saccharomyces cerevisiae)SP5混合菌固态发酵产纤维素酶进行研究.实验结果显示,在白腐菌和黑曲霉双菌混合培养2d后接入絮凝酵母,培养到第7d产酶达到峰值;三菌混合发酵产纤维素酶酶活明显高于白腐菌和黑曲霉双菌混合培养,其β-葡萄糖苷酶(β-G)和羧甲基纤维素酶(CMCase)酶活比白腐菌(White-rot fungi) NS75和黑曲霉(Aspergillus niger)NS83双菌发酵产酶分别提高了143.3％和68.2％.单因素实验和正交实验结果表明,当稻草粉麸皮质量比为8∶2,料水比为1∶2,白腐菌NS75、黑曲霉NS83和絮凝酵母SP5的接种比例为1:2∶1.5 (v/v/v)时,于30℃培养7d,固态发酵基中β-G和CMCase酶活分别达到62305 U/g和30241 U/g.     

黑曲霉产纤维素酶的研究

从土壤中筛选获得一株产纤维素酶的优良菌株黑曲霉Asp．n－21,采用固体培养产生纤维素酶,产酶活力FPA137U／g干曲、GMCase320～388U／g干曲、β－葡萄糖苷酶84～149U／g干曲,对培养基成份进行优化,并分析其酶系组成,该菌所产酶可作为饲料用酶。     

纤维素酶在生物质转化中的应用研究进展

纤维素酶是木质纤维素转化的重要酶系,主要是由内切β-1,4-葡聚糖酶、外切β-1,4-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶组成,水解不同位置的糖苷键从而形成葡萄糖。本文总结了纤维素酶近几年来的研究开发与应用研究进展,包含产酶菌和菌种选育、辅助蛋白,介绍了纤维素酶来源和组成、纤维素酶工业化生产的最新研究进展以及纤维素酶在生物质转化方面的应用,纤维素酶在1.5代、2代纤维素燃料乙醇及生物质制气中都有重要的应用。     

一株耐高温产纤维素酶芽胞杆菌的筛选鉴定及其液体发酵条件优化

以获得耐高温纤维素酶菌株为目的,以育苗基质中农业生物质废弃物为原料,通过在发酵高温期(≥50 ℃)取样进行菌种筛选,结合菌株形态特征、生理生化指标及16S rDNA进化树分析结果,菌株E鉴定为枯草芽胞杆菌（Bacillus subtilis）。使用优化后的培养基,通过单因子试验方法对产酶条件进行优化,确定菌株E的发酵最优条件为培养温度50 ℃、时间48 h、初始pH值6.0、装液量100 mL、接种量2%～5%（体积分数）,在该条件下发酵液OD值及酶活性达到最高。研究结果为生产生物活性育苗基质及农业废弃物资源化利用等研究提供参考。     

黑曲霉W25菌株纤维素酶合成调控问题初探

研究了各种氮、碳源对黑曲霉Ｗ２５菌株生长和产酶的影响,黑曲霉纤维素酶的形成同时受诱导和阻遏系统的调节,这是微生物细胞经济而有效地合成酶的一种调节方式。     

以啤酒糟为原料采用液体混和发酵法生产饲料蛋白的初步研究

真菌和高等真菌对自然界的木质素、纤维素有很强的分解作用。本实验将平菇、黑曲霉、啤酒酵母进行不同的组合：平菇＋酵母＋黑曲霉、黑曲霉＋酵母、黑曲霉＋酵母＋平菇这三种液体混合发酵体系。以利用平菇、黑曲霉高活力的木质素酶和纤维素酶,将不能直接被动物吸收利用的纤维素分解,并通过与啤酒酵母的混和生长,抑制了终产物还原糖的积累,促进了单细胞蛋白（ＳＣＰ）的合成。实验证明：在三种混和发酵体系中,纤维素酶活力和产品的蛋白含量均有提高,其中发酵饲料１＃（即平菇＋酵母＋黑曲酶这种发酵体系）各项指标提高得最多,纤维素酶活力提高了５．４Ｕ,粗蛋白含量提高了１１％,有较高的应用价值。     

黑曲霉AF-98固体发酵产纤维素酶的产酶条件研究

通过单因子及正交试验,对黑曲霉AF-98固体发酵产纤维素酶的产酶条件进行了探讨。其优化的产酶条件为:甘蔗渣3g,麸皮2g,加含尿素为0.15%的Mandels营养液25mL(加水比1:5),调初始pH5.0,28℃发酵72h。在此优化条件下,纤维素酶活力可达7.56u/g干曲。     

柚子皮黑曲霉的分离鉴定及产酶特性研究

对柚子皮上自然生长的黑曲霉进行分离鉴定,并探讨其产酶特性。以平板稀释法从柚子皮上分离出一株霉菌菌株,通过观察其形态特征和培养特征,对照《真菌鉴定手册》判定该菌株的种属;采用鉴定培养基法对其产酶特性进行分析。根据柚子皮的成分特性,以干柚子皮为主要原料,该菌为生产菌株,采用固态发酵法探究培养基的成分、柚子皮含量、培养基初始含水量及发酵时间4个因素对纤维素酶活力的影响。结果表明,该菌株为黑曲霉(Aspergillus nige),可产淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、果胶酶;固态发酵培养基中添加柚子皮12g,麸皮0.5 g和(NH_4)_2SO_40.5 g,培养基初始含水量保持在68.5 mL/100 g,培养时间控制在60 h左右时纤维素酶产量较高。     

去壁酶与酶解方式对曲霉原生质体释放的影响

研究了纤维素酶、蜗牛酶、溶菌酶以及菌丝体培养方式和酶解方式对黑曲霉和米曲霉菌丝释放原生质体的效应。发现黑曲霉菌丝原生质体制备最佳条件为固体透析培养菌丝体,2%纤维素酶,在平皿中,28℃和80r/min条件下酶解3h;米曲霉原生质体制备最佳条件为2%纤维素酶+1%蜗牛酶+5mmol/L二硫苏糖醇,酶解时间6h,其它条件与黑曲霉的相同。     

土壤中产木聚糖酶菌株的筛选及发酵条件优化

【背景】木聚糖广泛存在于木质纤维类生物质中,是世界上含量最丰富的半纤维素,利用产酶微生物对木质纤维类生物质进行发酵处理是木质纤维类生物质资源化和能源化的有效手段。【目的】通过产木聚糖酶菌株的筛选鉴定、酶学特性分析和发酵条件优化,获得开发多纤维农林废弃物生产新型多元化饲料添加剂的材料。【方法】利用青藏高原土壤筛选产木聚糖酶菌株,通过形态学观察和rDNAITS区域序列分析鉴定菌株XC70种属,对其所产酶的酶学特性及该菌的生长规律和产酶规律进行分析,并利用单因素法和正交试验法优化其发酵条件。【结果】菌株XC70经形态学和分子生物学方法鉴定为草酸青霉(Penicillium oxalicum)。菌株XC70所产木聚糖酶的最适反应条件为:pH 5.0,70°C,温度低于50°C时稳定性较好,具备一定的耐酸性,Na+和K+对木聚糖酶活力具有促进作用(P0.05),在发酵54 h后菌体量和上清液酶活力大小均达到高峰。经过单因素法和正交试验法优化后确定了该菌的最优发酵条件为:蛋白胨7 g/L,玉米秸秆50 g/L,KCl 4 g/L,培养基初始pH 4.0,28°C,摇床转速200r/min,接种量2%。在此发酵条件下,木聚糖酶活力可达到1 489.33U/mL,与优化前相比提高了3倍多。【结论】从青藏高原土壤中筛选获得的菌株XC70具有一定的产木聚糖酶能力,其所产生的酸性木聚糖酶可用于降解多纤维物质开发新型饲料添加剂,具有一定的应用潜力和开发价值。     

新颖阿魏酸酯酶在黑曲霉中异源表达及其应用

本研究依托桧状青霉的基因组学和蛋白组学数据,发现一种新型的阿魏酸酯酶。利用PCR技术成功扩增得到桧状青霉阿魏酸酯酶的基因,构建真菌表达盒通过原生质体的方法将其转化到黑曲霉中。通过SDS-PAGE检测和酶活力检测验证该阿魏酸酯酶成功地在黑曲霉胞外分泌表达。根据氨基酸序列相似性和底物特异性分析都显示该阿魏酸酯酶属于C型的阿魏酸酯酶,与常见的A型、B型阿魏酸酯酶性质区别较大。将成功表达阿魏酸酯酶的黑曲霉胞外酶液复配里氏木霉酶液后,水解不同生物质材料,纤维素水解效率均有大幅程度地提高,玉米秸秆,麦麸,玉米芯,木薯酒糟的水解效率分别提高68.8%,38.6%,15.6%和20.0%。该研究为新颖阿魏酸酯酶应用以及今后里氏木霉纤维素酶酶系复配提供新的思路。     

纤维素降解真菌DF14101的筛选与鉴定

纤维素是植物细胞壁的主要成分,也是人类宝贵的天然可再生资源之一。由于纤维素不易降解,严重限制了生物质废弃物中纤维素的有效利用。从海口、儋州、屯昌市郊的森林、农田以及香蕉园采集土壤和腐烂秸秆样品中,筛选获得1株产纤维素酶能力较强的真菌DF14101。在以香蕉秸秆粉为碳源的培养基中,28℃、180r/min培养5 d时,该菌株发酵液的内切葡聚糖酶酶活(CMCase)为43.98 U/m L,滤纸酶活(FPA)为14.05 U/m L。结合形态学特征和ITS序列系统发育分析结果,将该菌株鉴定为草酸青霉(Penicillium oxalicum)。     

里氏木霉和鸡腿菇利用秸秆共发酵产木质降解酶

为了更好地利用农业废弃物,提高其综合利用率,减少传统化学方法及秸秆焚烧过程造成的环境污染,实验对鸡腿菇、黑曲霉和里氏木霉3株产木质纤维素降解酶系的菌株进行混合平板产酶筛选,结果显示鸡腿菇和里氏木霉平板培养相容性良好,且产酶量高。在相容性实验的基础上,对鸡腿菇和里氏木霉的最优产酶条件进行了研究。在最优条件下:鸡腿菇和里氏木霉接种比例按5:2,接种时间间隔为12h,26oC、150r/min下,发酵3d产漆酶活力达3267.2U/mL,比单独发酵提高106%。     

生物质生物预处理研究进展与展望

木质纤维素生物质分布广、产量大、可再生,用于制备生物基能源、生物基材料和生物基化学品。木质纤维素生物质组成复杂,包含纤维素、半纤维素和木质素等,木质素与半纤维素通过共价键、氢键交联形成独特的“包裹结构”,纤维素含有复杂的分子内与分子间氢键,上述因素制约着其资源化利用。生物预处理以其独特优越性成为生物质研究的重要方面。系统阐述了生物预处理过程中木质素降解和基团修饰对纤维素酶解的影响,纤维素含量及结晶区变化,半纤维素五碳糖利用,微观物理结构的改变。进一步提出了以生物预处理为核心的组合预处理、基于不同功能的多酶协同催化体系、木质纤维素组分分级利用和新型高效细菌预处理工艺是生物预处理未来发展的重要趋势。     

烟曲霉A-16产纤维素酶工艺优化及酶学特性北大核心CSCD

分离筛选高效降解稻草的菌株,研究菌株产纤维素酶工艺条件及酶学性质。采用刚果红染色法从腐败木质下的土壤中分离筛选到一株产纤维素酶菌株,结合菌株的形态特征和18S rDNA序列同源性比较进行鉴定;通过单因素试验和响应面分析法确定菌株最适产酶条件,并对纤维素酶的稳定性进行研究。分离纯化得到的菌株命名为烟曲霉(Aspergillus fumigatus A-16);响应面实验结果表明,最优产纤维素酶工艺参数为:稻草粉添加量7 g/100 mL,pH 6.0,温度65℃,发酵时间5 d;在此最优条件下,该菌产生的羧甲基纤维素酶(CMCase)和滤纸酶(FPA)活力分别为2 954.76 U/mL和1 086.37 U/mL;其总活力较优化前提高了26.4%。该纤维素酶的适宜反应温度为70℃,适宜pH 6.0。在80℃热处理90 min条件下酶活力可保持在80%以上,说明该酶热稳定性较好。同时,在pH 5.0-7.0范围内比较稳定,放置1 d后可保持70%以上的酶活力。该研究可为利用富含纤维素的生物质原料开发洁净能源及食品级葡萄糖资源提供了基础支撑。     

产酶芽胞杆菌的筛选及菌株HB13000的鉴定

芽胞杆菌产酶种类多、生长速度快、抗逆性强,在堆肥过程中发挥着重要作用。本研究采用水解圈法研究了348株芽胞杆菌产酶特性,获得产纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶芽胞杆菌34株。其中,菌株HB13000相对酶活力较高,酶活Hc(水解圈直径/菌落直径)分别为:纤维素酶Hc=4.30,蛋白酶Hc=1.47,淀粉酶Hc=3.25,对纤维素、淀粉和蛋白质均表现出较强的降解活性。依据菌体形态、生理生化特征和16S r DNA系统发育分析,鉴定HB13000为Bacillus methylotrophicus(甲基营养型芽胞杆菌)。本研究为有机物降解与农业废弃物堆肥提供了新的菌种资源。     

甜菜渣发酵制备蛋白饲料的研究

以甜菜渣为原料,对固态发酵制备菌体蛋白饲料进行了研究。将纤维素酶水解法替代常规的黑曲霉发酵法进行原料的预处理,其最适酶解条件为:纤维素酶添加量为25 u.g-1,酶解时间为16 h。以面包酵母B188和产朊假丝酵母B204为菌种进行混合发酵,在最适发酵条件下,50 h粗白质质量分数达到21%,蛋白质净增量为14%。     

利用黑曲霉固态发酵啤酒糟生产饲料复合酶的研究

以啤酒糟为主要基质,利用黑曲霉固态发酵生产酸性蛋白酶、木聚糖酶和纤维素酶等多种饲料复合酶,研究了黑曲霉固态发酵培养基组成对复合酶酶活的影响,确定最优培养基配方为:啤酒糟75%,麸皮25%,硫酸铵1%,KH_2PO_4 0.2%,MnSO_4 0.1%、ZnSO_4 0.2%,料水比1:2。在适宜的发酵条件下,经30℃发酵5 d,烘干后得到的复合酶制剂中,具有多种酶活性(以干基计)。其中酸性蛋白酶活力3 800 U/g,木聚糖酶活力12 00 U/g和纤维素酶活力18 U/g。