白腐真菌对稻草木质纤维素的降解试验

农作物秸秆中的纤维素、半纤维素、木质素是世界上最丰富的碳水化合物资源,其中纤维素和半纤维素能够被草食动物瘤胃微生物降解利用,但由于木质素与纤维素和半纤维素紧密结合,镶嵌形成酯键,从而阻碍了瘤胃微生物及单胃动物对秸秆中纤维素和半纤维素的利用,因此提高秸秆消化率的关键是对木质素的降解。如何利用微生物降解木质纤维素,生物学家进行了大量的研究,尤其在瘤胃微生物方面的研究,取得了重大进展。1971年Kirk.T.K发现某些真菌有降解木质素的能力,尤其是白腐真菌能彻底降解天然植物中的纤维素和木质素复合物,氧化成二氧化碳和水,这引起国际科学界和工业界的极大兴趣。     

混合真菌发酵对玉米秸秆纤维素与木质素降解率的影响

本试验以拟康宁木霉(Trichoderma koningiopsis)和黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)为发酵菌种,研究混合发酵对玉米秸秆纤维素和木质素降解率的影响及最优发酵条件。采用单因素试验设计,通过测定菌种比例(拟康宁木霉∶黄孢原毛平革菌)、接种量、营养液添加量及发酵天数对纤维素和木质素降解率的影响,筛选出混合真菌发酵的最优条件,并进一步采用响应面法评价各因素及其交互作用对玉米秸秆纤维素和木质素降解率的影响,最后采用Design Expert 8.0.6软件分别建立混合真菌发酵玉米秸秆降解纤维素和木质素条件的二次多项式数学模型。结果表明:混合真菌发酵玉米秸秆的最优发酵条件为菌种比例1.0∶4.1,接种量25.2%,营养液添加量72.2%,发酵天数11 d。在此条件下,玉米秸秆纤维素和木质素降解率分别达到36.80%和28.87%。     

节粮兴牧增收环保的新举措——评秸秆(草)多功能特种复合菌剂发酵优化技术

<正>眼下,又到南北农作物相继收获后秸秆焚烧的多发季节。为引导秸秆科学高效利用,治理秸秆焚烧污染,中国科学报、中国畜牧业杂志等媒体,近两年来连续报道了由河北农业大学朱宝成教授率领的团队,经近十年潜心研究创发的秸秆(草类)多功能特种复合菌剂发酵优化秸秆技术(以下简称菌剂发酵技术),使秸秆变废为宝的成果,意义重大。科技创新。复合菌剂发酵秸秆技术的特点在于:它突破了迄今为止秸秆粉碎、青贮、氨化、微贮等加工方式不能有效降解秸秆中的木质纤维素,不能把无机氮转化为蛋白质,不     

青贮玉米秸秆营养指标检测及饲喂肉牛效果观察

为了研究高蛋白青贮玉米秸秆营养成分含量及对肉牛的饲喂效果,试验利用复合菌剂发酵生产高蛋白青贮玉米秸秆,并以德系西门塔尔牛为对象,开展饲喂试验。结果表明:高蛋白青贮玉米秸秆品质优于普通青贮玉米秸秆,且饲喂肉牛效果明显,经济效益显著。说明利用复合菌剂发酵生产高蛋白饲草方法可行,但菌剂的添加工艺需进一步熟化。     

不同粒度对侧耳菌处理玉米秸秆酶和纤维降解的影响

试验旨在研究秸秆粉碎粒度对侧耳菌处理玉米秸秆饲料纤维分解酶活性及纤维降解的影响。采用侧耳菌处理3个粉碎粒度的玉米秸秆(粉碎机筛网孔径分别为1.5 cm、2.5 cm及3.5 cm),测定处理秸秆纤维素和木质素分解酶活性、纤维素和木质素降解率。结果表明,漆酶和木质素过氧化物酶活性在发酵的中期升高,而后降低;纤维素酶活性则随着处理时间的延长而升高。秸秆粉碎粒度越小,三种酶活性越高。三个组纤维素和木质素降解率随着时间的延长而逐渐增加,但增加的幅度不同。在处理的20 d之前,3组纤维素降解率差异较大,到发酵的第35 d,前二组差异不显著,但3.5 cm组纤维素降解率显著低于前二组(P<0.05)。木质素降解率与纤维素具有相似的变化规律,但降解率和各组之间的差异小于纤维素。秸秆粉碎粒度越小,侧耳菌处理玉米秸秆粗纤维分解酶活性和粗纤维降解率越高,但考虑粉碎秸秆的能耗和反刍动物采食和消化特性,选择2.5 cm筛孔作为粉碎玉米秸秆的适宜粉碎机筛孔。     

白腐真菌木质素降解酶系研究进展

目前,秸秆中的非水溶性木质纤维素很难被酸和酶水解,导致其难降解性。要彻底降解纤维素,首先要解决木质素的降解问题。因此,秸秆利用的研究从过去降解纤维素转向了降解木质素。据研究资料表明,木质素含量与消化率成反比,降解秸秆木质素,并改造其结构,可以大幅度提高秸秆作为饲料的可利用性。     

秸秆饲草发酵菌剂——高浓缩、强降解、增营养

##正##"四壮"牌秸秆饲草发酵菌剂是河北众邦生物技术有限公司与河北农业大学微生物学专家共同研制开发出的通过发酵农作物秸秆来生产畜禽饲料的微生物菌剂。本产品是通过采用独特的菌种筛选方法、现代发酵工程技术和先进的离心浓缩、喷雾干燥工艺而生产出的高活性秸秆发酵菌剂该产品在研制期间,得到了"国家星火计划重点项目"、"河北省农业科技成果转化项目"等多项科技项目的资金支持。高活性秸秆发酵菌剂在2013年获河北省科技进步二等奖。经检测,农作物秸秆经菌剂发酵后可显著提高秸秆饲草的营养价值。玉米秸秆经发酵后粗蛋白含量可达12%-20%、中性洗涤纤维降解率为40%左右、并产生大量的挥发性脂肪酸和乳酸,在提高秸秆营养价值的同时还改善了适口性。     

瘤胃微生物对木质纤维素降解的研究进展

木质纤维素是由纤维素、半纤维素和木质素经多种化学键复合形成的三维网状结构,因结构复杂,其降解需要多种微生物及酶类协同互作。而反刍动物的瘤胃生态系统作为一个天然发酵体系,在木质纤维素降解及利用方面发挥着重要作用。因此,本文在综述瘤胃内木质纤维素降解菌的基础上,重点论述瘤胃微生物对木质纤维素的降解和微生物在木质纤维素降解过程中的相互作用,同时对木质纤维素降解菌在组学上的研究进行阐述,旨在为瘤胃微生物协同降解木质纤维素机制的研究提供新的方法和思路。     

白腐菌及黑曲霉对玉米秸秆生物降解的研究

利用白腐菌5.776和黑曲霉3.3148对玉米秸秆木质纤维素进行降解,以提高反刍动物对玉米秸秆的消化利用。先对白腐菌和黑曲霉降解玉米秸秆木质纤维素的能力进行了研究,在此基础上,采用正交试验,探索白腐菌和黑曲霉混合后对玉米秸秆的降解效果。结果表明,接种比例、黑曲霉接入时间,接种比例与黑曲霉接入时间的交互作用以及发酵时间对混菌发酵降解玉米秸秆都有显著影响(P<0.05)。最佳方案为:白腐菌液体菌种和黑曲霉孢子悬浮液的接种比例为5:1,白腐菌接种2 d后再接入黑曲霉孢子悬浮液,发酵10 d,所得产物中性洗涤纤维的含量为52.07%,真蛋白为7.89%,干物质损失率为18.75%。     

微生物处理秸秆技术

海星秸秆发酵活干菌是从国外引进生产的一种微生物混合菌。经海星微生物发酵活干菌发酵贮存（以下称做贮）的秸秆营养价值高,适口性好、保存期长、成本低、操作简便。适用于麦秸、稻秸,玉米青、黄秸秆等多种作物秸秆。经测试,麦秸微贮后,蛋白质提高10．7％,纤维素降低4．2％,半纤维素降低43．8％,木质素降低10．2％。该活干菌为粉状,每克含活菌数为500亿个,是由高效木质纤维分解菌和有机酸发酵菌混合制成,使用前需溶解于一定量的清水中复活。其作用是高效降解秸秆中的木质纤维素物质,补充和贮备易发酵的糖类,使其转化为有机酸。…     

蒸汽爆破技术在玉米秸秆饲料化利用中的研究进展

玉米秸秆是作物残余物中最丰富的木质纤维素生物质之一,主要由纤维素、半纤维素和木质素通过氢键及其他化学键、分子键结合而成,是具有复杂聚合结构的高分子化合物,作为动物饲料的可利用率较低。蒸汽爆破即汽爆,是应用蒸汽弹射原理实现爆炸过程中对生物质预处理的技术。将蒸汽爆破技术应用于玉米秸秆处理,可高效分离纤维素,对玉米秸秆具有明显的解聚作用,有利于提高玉米秸秆的饲料化利用程度。作者介绍了蒸汽爆破工艺原理与参数,综述了蒸汽爆破处理对玉米秸秆纤维结构、化学成分和酶解产糖的影响,以及对玉米秸秆的营养成分消化率和瘤胃微生物附着的影响。已有研究表明,蒸汽爆破可使蒸汽分子渗入植物组织,经过瞬时释放将内能转化为机械能,作用于生物质组织细胞层间,达到原料分解的目的;蒸汽爆破可改变玉米秸秆的纤维结构,降低半纤维素和木质素含量,提高纤维素含量(随着蒸汽爆破的压强和维压时间的增加,半纤维素含量显著降低,而物料含水率的增加会导致纤维素含量升高);蒸汽爆破可提高玉米秸秆体外发酵酶解产糖率,随着蒸汽爆破压强和维压时间的增加,玉米秸秆体外培养酶解还原糖产量增加;蒸汽爆破可使玉米秸秆的体外发酵产气量、产气速率、干物质和酸性洗涤纤维含量显著提高,可提高反刍动物对玉米秸秆的消化利用率,充分利用玉米秸秆的纤维素,提高玉米秸秆的营养价值;蒸汽爆破通过破坏玉米秸秆的表面结构,可促进瘤胃微生物在玉米秸秆上的附着,从而促进玉米秸秆的降解。综上,蒸汽爆破技术处理玉米秸秆可提高其作为饲料的利用率。     

5种草本植物根系理化特性及其相关性

为理解草本植物根系的主要化学成分对根系力学特性影响,选取武汉地区5种常见的水土保持草本植物,开展了根系抗拉特性研究。根系直径范围选取0~1.5mm,按直径分成4个径级,并按根系分级测定了纤维素、木质素和半纤维素含量,计算了综纤维素含量和木纤比。结果表明,5种根系4个径级的抗拉力、抗拉强度均表现为香根草(Vetiveria zizanioides)百喜草(Paspalum natatu)狗牙根(Cynodon dactylon)马尼拉草(Zoysia matrella)狗尾草(Setaria viridis)。香根草和百喜草的根系具有较大的抗拉力学特性,与其它3种植物根系的抗拉力学特性差异显著(P0.05)。随着直径增大,5种根系抗拉力均增大,而抗拉强度均减小,两者均表现为幂函数关系。5种植物不同径级根系纤维素含量范围为21.90%~34.57%,木质素含量为12.85%~19.42%,半纤维素含量为14.31%~20.22%,综纤维素含量为38.52%~51.83%,木纤比为0.37~0.90。根系抗拉力与纤维素、综纤维素含量显著负相关(P0.05),与木纤比显著正相关(P0.05);抗拉强度则均与纤维素、综纤维素含量显著正相关(P0.05),与木质素含量、木纤比显著负相关(P0.05)。纤维素、木质素、综纤维素含量和木纤比与5种草本植物根系的力学性质有较好的相关关系。研究结果表明,香根草和百喜草可作为武汉重要的固土护坡植物种类,为分析植物根系力学、化学性质和直径的相互作用关系提供理论依据。     

稀碱预处理对杂交狼尾草木质纤维素降解的影响

木质纤维素结构复杂,且不同植物间差异较大,预处理技术不尽相同。为分析稀碱预处理对草类植物木质纤维素的降解情况,以杂交狼尾草为原料,利用氢氧化钠溶液进行预处理,分析碱液浓度、固液比、处理时间和温度4个单因素对杂交狼尾草木质纤维素降解的影响;在此基础上,采用L8(2^4)正交试验,确定主要影响因素,并筛选最佳条件组合。结果表明,影响稀碱预处理杂交狼尾草降解因素的主次顺序为:浓度>固液比>温度>时间,其中碱液浓度的增加促进半纤维素和木质素的降解,产生更多的水解糖;固液比的增加在一定范围内(1:8~1:10)可显著影响木质素和半纤维素的降解(P<0.05);预处理时间的延长并不能显著改善纤维素和半纤维素的降解率,100℃是影响木质素脱除的重要临界点,继续增加温度无显著性影响。杂交狼尾草稀碱预处理的最佳工艺条件是:氢氧化钠浓度3.0%、固液比1:8、时间15min及温度120℃。最佳条件预处理后杂交狼尾草木质纤维素结构发生塌陷,非纤维物质被显著脱除,纤维束清晰可见,纤维素可保留74.48%,半纤维素和木质素脱除率达77.17%和90.62%。     

白腐真菌预处理对柳枝稷降解的影响

试验用黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)、乳白耙菌(Irpex lacteus)、虫拟蜡菌(Ceriporiopsis subvermispora)3种白腐真菌及其混合菌对柳枝稷进行预处理,研究白腐真菌种类、时间、温度、水分、菌液量对柳枝稷降解的影响,为柳枝稷的生物预处理及利用提供理论依据。结果表明:黄孢原毛平革菌、乳白耙菌和虫拟蜡菌两两之间均无拮抗反应,可以相互混合生长;当温度为28°C,加水5mL,菌液量为1mL时,混合真菌对木质素的降解与单一白腐真菌相比并没有优势,在3种白腐真菌中,乳白耙菌效果最好,几乎不降解纤维素,并且在第20天时木质素降解率达到最高为36.63%;当改变条件时,发现温度为28°C,水分为5mL,菌液量为3mL是乳白耙菌对柳枝稷进行预处理20d效果最好的条件,此时木质素降解率最高为63.45%,半纤维素降解率为24.82%,而纤维素和空白组差异不显著。因此,在三种白腐真菌中,乳白耙菌对柳枝稷的预处理效果最好,木质素降解率最高,半纤维素略有降解,而且几乎不降解纤维素。     

西藏地区牦牛瘤胃中兼性厌氧纤维素降解菌的分离鉴定

本研究旨在从西藏地区牦牛瘤胃中分离出具有分解纤维素能力的兼性厌氧菌,为青贮饲料微生物添加剂的研制提供支持。试验采集了西藏那曲地区成年牦牛的新鲜瘤胃液,经刚果红染色初筛,滤纸降解复筛,获得分解纤维素能力强的菌株,对菌株生长速率及酶活力进行测定,经形态学、生理生化特性和16S rRNA序列分析对菌株进行鉴定,并分析了菌株对水稻秸秆的降解效果。试验分离出一株兼性厌氧纤维素降解菌,属于肠球菌属,即粪肠球菌(Enterococcus faecalis) JF85。菌株JF85在15~55 ℃,pH 3.0~7.0及3.0%和6.5% NaCl培养基中生长良好。接种JF85,36 h后可获得最大内切葡聚糖酶活力(0.41 U/mL)和滤纸酶活力(0.13 U/mL)。在模拟发酵试验中,接种菌株JF85,14 d后水稻秸秆干物质、纤维素和半纤维素含量与对照组相比显著降低(P<0.05);在发酵第7天,JF85处理组显示最高的可溶性碳水化合物含量,整个发酵过程中木质素含量变化不显著(P>0.05)。菌株JF85具有分解纤维素、耐酸、耐盐特性,在青贮饲料生产中具有较好的应用前景。     

玉米秸秆发酵法生产燃料酒精的研究进展

玉米秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。玉米秸秆经过预处理,水解和发酵生成酒精。本文介绍了预处理,水解,发酵几个关键工艺的研究进展。     

温度对侧耳菌处理秸秆饲料营养价值及纤维分解酶活性的影响

试验旨在研究温度对侧耳菌处理玉米秸秆饲料营养价值及纤维分解酶活性的影响。在16,20和24℃温度条件下,采用侧耳菌处理玉米秸秆饲料,测定处理秸秆纤维素、半纤维和木质素含量、纤维素和木质素分解酶活性及秸秆养分瘤胃消失率。结果表明,在3个温度条件下,处理秸秆的纤维素、半纤维素和木质素含量均随时间的延长而降低。16℃组3种纤维含量降低速度(P<0.05)、酶活性(P<0.01)及干物质瘤胃消失率(DMD₄₈)(P<0.05)显著低于20和24℃组,而20℃组与24℃组以上指标没有显著差异,这2组秸秆DMD₄₈随着时间延长而增加,21 d后趋于稳定。结果显示温度显著影响侧耳菌处理秸秆饲料的纤维含量和营养价值,16℃处理秸秆显著低于20~24℃,而20℃与24℃处理秸秆饲料的纤维含量和营养价值差异不显著。     

高效稳定纤维素分解菌群筛选及其分解特性研究

为获得能够在常温条件下(28~32℃)快速分解纤维素的微生物群体,利用限制性培养基从不同材料(森林腐殖质、腐烂的玉米秸秆、牛场料槽旁土样、麦垛底部土样和牛鸡粪混合储粪池中土样)的土样中筛选纤维素分解菌群,采用失重法测定菌群对不同纤维材料的分解能力及其在不同初始酸碱条件下的分解特性,用固体平板法对其菌株组成特性进行了初步探究。结果表明,不同材料筛选的纤维素分解菌群中,以牛鸡粪混合储粪池土样筛选的菌群分解效果最佳,该菌群48 h能将培养基内滤纸分解成糊状;6 d对滤纸、玉米秸秆、稻草秸秆、小麦秸秆、柞木木屑和杨木木屑分解率分别为94.95％,48.52％,45.05％,44.30％,11.00％,1.22％。在发酵液初始 pH 5~11范围内,对滤纸分解率超过84.59％,并将反应体系pH最终调节稳定在8.5~8.8;该菌群经分离纯化得到的8株真菌、6株细菌和3株放线菌相互接种构建的人工菌群不具备纤维素分解能力。筛选的纤维素分解菌群能够高效分解纤维素,同时对秸秆类木质纤维材料也具有较强的分解能力。     

发酵对新鲜甜玉米秸秆生产乙醇的影响

玉米秸秆资源丰富、廉价,是生产生物乙醇的一个重要资源。本研究以切短的新鲜甜玉米秸秆为原料,利用酵母菌(J)、乳酸菌(R)及纤维素酶(E)3种添加剂,进行J、JR(J+R)、JE(J+E)、JER(J+E+R)、MJ(灭菌后添加J)、MJER(灭菌后添加J+E+R)、CK(对照)处理,在室温下分别密封发酵10,20,30和40 d研究新鲜玉米秸秆发酵生产乙醇的适宜发酵时间和添加剂。结果表明,甜玉米秸秆可溶性碳水化合物(WSC)含量随发酵时间延长显著降低,而且J、JR和MJ 3个处理的WSC含量显著低于CK(P<0.05);发酵时间和添加剂对纤维素和半纤维素含量无显著影响(P>0.05);对照及各添加处理都是发酵10 d乙醇产量最高,在所有处理中MJ发酵10 d效果最好,其乙醇产量达17.89% DM,亦即在室温下甜玉米秸秆灭菌后添加酵母菌发酵10 d,其乙醇产量最高。