纤维素酶以及应用行业的研究进展

纤维素酶是一种是能够分解纤维素产生葡萄糖的一类酶.由于它在饲料行业、酒精酿造、纺织和食品行业等领域具有巨大的市场潜力,受到国内外业内人士的普遍看好,将成为继糖化酶、淀粉酶以及蛋白酶之后的第四大工业酶种,而在国内很有可能成为第一大酶种.该研究综述了纤维素酶的分类、结构、理化性质、作用机理、产纤维素酶的微生物种类、纤维素酶的发酵工艺、纤维素高效分解菌的选育及纤维素酶基因克隆的研究进展,并对未来的研究趋势及应用进行了展望.     

瘤胃纤维素酶来源的微生物及其作用机制

纤维素酶是一种高效的生物催化剂,在纤维素类物质的利用方面发挥着重要作用.瘤胃来源的纤维素酶是一类能够分解瘤胃中纤维素类物质的酶或酶系,能将纤维素类物质分解成葡萄糖供给动物生长所需.对纤维素进行了概述,分析了瘤胃纤维素酶来源的细菌、真菌和其他微生物种类和分泌的纤维素酶以及瘤胃各类微生物对纤维素的降解过程,并对纤维素酶的种类和降解机理进行了阐述,为进一步研究瘤胃纤维素酶提供参考.     

提高纤维素酶产生菌产酶能力方法的研究进展

纤维素酶能够将纤维素分解为葡萄糖。该酶在解决当前世界面临的能源、粮食、环境污染等危机方面具有重要意义。然而,迄今为止纤维素酶活和产率均较低、生产周期长、成本高,都严重地阻碍其工业化的应用。因此,如何提高纤维素产生菌产酶能力是近年来研究的热点。结合国内外研究进展,从培养体系的优化(碳源、氮源、表面活性剂和未知生长因子)、培养条件的优化(温度、pH、溶氧量)、菌种改造(化学诱变、物理诱变、物理化学复合诱变、基因工程法)等方面对优化菌种产酶能力的方法进行了分析与总结。目前,虽在培养条件优化和菌种分子改造方面初有成效,但还没有一种方法能够大幅提升酶活性。今后,应加强菌种选育和发酵工艺等基础研究工作,分离和筛选出高效纤维素分解菌群,并用分子生物学手段进一步优化菌种,提高酶活。     

结晶纤维素降解酶的研究进展

纤维素的结晶区是纤维素酶降解纤维素效率不高的制约因素.在纤维素生物降解的基础上,从产结晶纤维素酶的微生物,酶的作用机理,酶的基因工程与蛋白工程,以及结晶纤维素酶的研究前景等方面对结晶纤维素的降解作了综合评述.     

纤维素酶及相关基因克隆的研究进展

纤维素酶能有效地将纤维素物质水解成单糖进而发酵生产乙醇、氢气以及微生物油脂等,因此纤维素酶日益受到人们的关注.但纤维素酶的大规模工业化应用在很大程度上却受纤维索酶活较低以及成本较高的限制.纤维素酶基因克隆为研究纤维素酶的生物合成和作用机制以及了解纤维素酶遗传特性进而构建高效纤维素分解菌开辟了新的途径.     

纤维素分解菌的筛选和酶学性质分析

从腐烂枯叶及附近土壤筛选到纤维素分解菌并研究其酶学特性。采用改进的赫奇逊分离法筛选纤维素分解菌。结果表明，共分离得到两株产纤维素酶的菌株。经菌落形态观察,初步鉴定一株为真菌（F 1）,另一株为细菌（B 1）。酶学性质初步研究显示,这两株菌的纤维素酶在酸性条件下具有较高的酶活（真菌F 1最适pH为5.5,细菌B 1最适pH为4.5）,酶最适反应温度分别为45 ℃和35 ℃,且真菌纤维素酶的耐热性较强;Ca2+对酶反应有抑制作用。如该纤维素酶通过生物酶工程进行工业化生产改造,那么在环境净化方面,尤其是酸性环境下的废物处理中,将会具有很大的应用价值。     

双峰驼粪便中纤维素分解菌的筛选及酶学特性分析

旨在从双峰驼粪便中筛选能够分解纤维素的菌株,并对分离菌株进行鉴定和酶学特性分析。采用羧甲基纤维素平板法初筛和摇瓶发酵法复筛,从双峰驼粪便中分离筛选到1株能够降解纤维素的纤维素分解菌;采用形态学观察、生理生化特性以及16S rRNA基因序列同源性分析,初步鉴定该菌株为纤维化纤维微菌(Cellulosimicrobium cellulans)。根据该菌株的产酶特性评定其产酶能力;从其发酵产纤维素酶的适宜pH、温度、时间和接种量来评价该菌株的酶学特性。结果显示,该菌株最适酶反应条件为50℃,pH为6.0,且该菌株产生的纤维素酶具有较好的热稳定性。该菌株的最佳产酶条件为接种量10%,初始pH为7.0,培养温度为30℃,发酵时间为72 h。所筛选菌株产生的酶具有一定的耐碱性和耐热性,可应用于食品行业或废料处理等方面。     

常温高效纤维素分解菌的筛选

从长期堆放稻草的土壤中分离出12株常温纤维素分解菌。采用Hutchison液体培养基,对12株纤维素分解菌进行发酵产酶试验。结果表明,通过纤维素酶活力测定,最终筛选出对纤维素分解能力较强的霉菌菌株NM5,其C1酶活力、羧甲基纤维素酶活力、滤纸酶活力分别为0.0170、0.7174、1.3435IU·mL-1。根据菌落特征和形态特征,将NM5鉴定为木霉菌属(Trichoderma)。     

微生物纤维素酶及其降解纤维素机理的研究进展

从微生物纤维素酶的来源、性质、分子结构及作用机理等四个方面详细概述了国内外微生物纤维素酶及其降解纤维素机理的研究现状,并提出微生物纤维素酶降解纤维素的研究方向,对今后在微生物纤维酶及其降解机理方面的进一步研究有重要的指导意义。     

布氏田鼠盲肠中纤维素分解菌的分离鉴定及其产酶条件优化

纤维素在纤维素分解菌的作用下分解成可利用的物质,有利于改善环境污染和缓解能源危机。布氏田鼠是主要分布在我国内蒙古草原上的一种植食性动物,其盲肠微生物种类丰富。从布氏田鼠盲肠中筛选具有高效分解纤维素能力的菌株,并对筛选的菌株进行鉴定及纤维素酶的酶学特性分析。结果表明：刚果红染色法初筛出8株具有分解纤维素能力的菌株,发酵法复筛出分解能力最强的菌株T1,形态学观察及分子生物学鉴定确定该菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis strain)。菌株T1以1.5%玉米粉作为碳源、1%蛋白胨作为氮源、接种量5%时产纤维素酶量最高。该纤维素酶最适反应pH值4.8,最适反应温度40℃,最佳反应时间40 min,且具有一定的酸碱耐受性和热稳定性,这一研究为纤维素的开发利用提供理论依据。     

福寿螺纤维素酶基因的原核表达

[目的]研究福寿螺纤维素酶基因的原核表达。[方法]福寿螺（Ampullaria gigas）的纤维素酶基因CelAg编码含395个氨基酸的多功能纤维素酶。利用RT—PCR方法技术,从福寿螺中克隆纤维素酶基因CelAg,并构建于表达载体pET-30a（＋）上,再转化至大肠杆菌B121（DF3）,获得重组菌Ecoli BDCelAg,进行发酵并分析纤维素酶的活性。[结果]可表达出有活性的纤维素酶,酶活可达8．31U／ml。[结论]为纤维素酶基因今后的大规模生产研究奠定基础,并对纤维素的生物转化与利用的进一步研究和解决当前世界能源危机、粮食短缺和环境污染等问题具有重要的意义。     

朽木来源纤维素分解细菌·真菌混合秸秆纤维发酵研究

[目的]为研究朽木生态小环境中各种微生物之间的相互作用和农业废弃秸秆的再利用奠定基础。[方法]利用分离的几株来源于云贵高原地区次生林朽木中具有较高纤维素分解活性的细菌（B2、Q1）、真菌（W9）与放线菌（H1）分别和混合发酵纤维素羧甲基纤维素钠和滤纸等底物,研究碳源种类、培养时间对纤维素分解酶活的影响。[结果]分离的4株菌及混合菌在4种碳源上均能良好生长,其中B2和H1在羧甲基纤维素钠为碳源培养72h的纤维素酶活性最高,分别为61．9U和57．7U;混合菌在各种碳源中发酵活力均较低;混合发酵较不同菌株单独发酵产生还原糖总量略有降低;在以玉米秸秆为唯一碳源的培养基上各种菌的纤维素分解酶活性随培养时间的延长逐渐增加。[结论]混合菌的纤维素分解活性均低于各种菌单独发酵。     

沟眶象纤维素消化酶的分布及金属离子对其活性的影响

[目的]研究金属离子对沟眶象纤维素酶系活性和消化生理的影响。[方法]以酶学分析方法研究了沟眶象消化道纤维素消化酶的分布和Hg2+、Ca2+和K+、Fe2+等7种金属离子对沟眶象肠道纤维素酶活性的影响。[结果]94%Cx酶9、2%C1酶、95.1%-β1,4葡萄糖苷酶存在于沟眶象中肠。在试验浓度范围内(0.1~5.0 mmol/L),处理24 h后,6种金属离子对纤维素酶各组分酶活性具有不同程度的抑制作用,且随浓度的升高而增强,其中Hg2+、Cu2+、Zn2+和Mn2+抑制作用较强,Fe2+对纤维素酶活性有明显的激活作用;处理7 d后,7种金属离子表现较强的抑制作用,在低浓度下Fe2+可使C1酶、-β1,4葡萄糖苷酶活性微弱增强,高浓度表现为抑制作用。[结论]该研究为有效控制沟眶象提供科学依据。     

AI^3＋胁迫对茶树根际细菌及酶活性的影响

采用固体平板和液体摇瓶培养的方法,通过测定细菌数量,发酵液胞外蛋白的含量,及胞外相关酶的活性,研究外源添加AI^3＋。‘对来自茶园土壤细菌生长的影响。结果表明：在不同浓度AI^3＋作用下,表现为不同程度的刺激或抑制作用。添加AI^3＋对细菌的生长及过氧化氢酶的活性有明显抑制作用;〈100mg／L低浓度AI^3＋对葡萄糖氧化酶、纤维素酶的合成具有一定的刺激作用,但随浓度的再提高酶活性呈快速下降趋势。胞外蛋白变化与葡萄糖氧化酶、纤维素酶变化呈正相关。     

植物激素对杏鲍菇菌丝生长及酶活性的影响

[目的]探究几种植物激素对杏鲍菇菌丝生长及酶活性的影响。[方法]采用固体平板和液体摇瓶培养方法,研究赤霉素、2,4-D、吲哚乙酸和萘乙酸4种植物激素对杏鲍菇菌丝生长及酶活性的影响。[结果]吲哚乙酸虽然能提高发酵液胞外蛋白的含量和过氧化物酶活性,但对菌丝的生长起抑制作用。[结论]萘乙酸、2,4-D在低浓度时能提高纤维素酶活性,而在高浓度时则降低纤维素酶活性。[结论]萘乙酸、赤霉素能促进菌丝的快速伸长,这在发菌的早期是非常有利的。     

高温纤维素分解菌的分离、筛选及鉴定

［目的］为研制堆肥高温菌剂和生产高温纤维素酶奠定基础。［方法］从牛粪自然堆肥中分离出高温纤维素分解纤维素菌,并测定其外切纤维素酶活（C1酶）、羧甲基纤维素酶活（CMCase）、FPA酶活（FPase）。［结果］从5种高温纤维素分解菌中,筛选出分解纤维素较强的高温细菌HB4和高温霉菌HM。［结论］高温细菌HB4的C1酶、CMCase、最高,分别为0.016 1 IU/ml、0.923 8 IU/ml;高温霉菌HM的FPA酶活最高,为1.053 5 IU/ml。经初步鉴定HB4为热酸菌属（Acidothermus）,HM为链孢霉菌属（Neurospora）。     

纤维素酶活力测定方法研究进展

纤维素酶是一类能够水解纤维素的β-1,4-葡萄糖苷键生成葡萄糖的多组分酶的总称,传统上将其分为3类:内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶。纤维素酶是一种复合酶,准确测定纤维素酶活力的大小,对于研究纤维素酶的特性及应用具有重要意义。该文对纤维素酶测定的常用方法进行了综述和评价。指出单一的酶活力测定方法不能确切的反映该酶的作用机制和活力,只有诸活力的综合测定方能全面的反映酶制剂对纤维素的作用。     

饲用酶添加剂预混料中酸性蛋白酶活力测定方法研究

本文就《工业酶制剂通用试验方法》测定饲用酶添加剂预混料中酸性蛋白酶的活力进行了探讨,并就试验方法的适用性以及影响酶活力测定的因素进行了试验论证。结果表明:《工业酶制剂通用试验方法》回收率低,不适合于饲用酶添加剂预混料中酸性蛋白酶活力的测定;其他酶的存在不会影响酸性蛋白酶的活力测定;载体对酸性蛋白酶有较强的吸附力,结果导致《工业酶制剂通用试验方法》回收率偏低;《工业酶制剂通用试验方法》改进方法避免了载体吸附造成的回收率低的因素,回收率由原方法的70%左右提高到了93%以上。     

纤维素降解菌群构建及其降解能力的初步研究

通过对堆肥材料内微生物菌群的连续筛选与驯化,获得高效、稳定纤维素降解菌群,并对其生长特性和降解能力进行了研究,结果表明:降解菌群生长迅速,培养第7天即可达到生长平台期;菌群纤维素酶活性在1～7 d内逐步增加,第7天的酶活性最高;降解菌群对不同纤维素材料的纤维素酶活性差异较大,初始pH值低有利于降解菌群酶活性的提高,其中初始pH值为4.0时的纤维素酶活性最高,为86.54 U。