3株真菌固态发酵产木质素降解酶的研究

对菌株JS-1008、米曲霉CGMCC5992、黄孢原毛平革菌CICC40719等3株真菌固态发酵产木质素降解酶、纤维素酶、半纤维素酶进行了研究。结果表明,3株菌株中,米曲霉发酵产木质素降解酶活性最高,木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶活性可达2.08、1.79 U/g DS,产纤维素酶、半纤维素酶活性则相对较低,分别为1.69、4.19 U/g DS,木质素降解率为7.23%;菌株JS-1008产木质素降解酶、纤维素酶、半纤维素酶的活性均较低,木质素降解率最低;黄孢原毛平革菌产木质素降解酶的水平最低,木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶的活性分别为0.40、0.51 U/g DS,但产纤维素酶、半纤维素酶的活性最高,分别达到2.54、10.86 U/g DS,木质素降解率达11.7%。     

鼠李糖脂对两株木质素降解菌产酶能力的影响

研究了生物表面活性剂鼠李糖脂对黄孢原毛平革菌、简青霉产木质素降解酶能力的影响．结果表明，鼠李糖脂对酶活性的影响与鼠李糖脂的浓度、投加形式、菌种及酶的种类有关．0．0065％的鼠李糖脂不同程度地促进了黄孢原毛平革菌产LiP，MnP，简青霉产LiP，漆酶，0．013％的鼠李糖脂可以促进黄孢产LiP，简青霉产漆酶，但却明显抑制了另外两种酶的活性；鼠李糖脂可以使简青霉产MnP的高峰期提前，但不能提高酶活性．通过影响产酶能力，鼠李糖脂使两株菌对木质素的降解率均高于对照样．此外，接种鼠李糖脂产生菌——铜绿假单胞菌的效果达到甚至超过添加鼠李糖脂的促进效果．     

生物预处理秸秆降解木质素条件的优化

[目的]优化黄孢原毛平革菌生物预处理降解玉米秸秆中木质素的条件。[方法]通过单因素和正交试验,分析不同pH、温度、接种量和时间对黄孢原毛平革菌降解木质素的影响。[结果]黄孢原毛平革菌降解玉米秸秆木质素的最适条件为:温度32℃,pH=6,接种量10片,时间15d。[结论]在最适条件下,还原糖得率由0.47g·L~(-1)提高到0.79g·L~(-1)。本研究可提高玉米秸秆中纤维素的利用率可用于后续研究。     

转锰过氧化物酶基因酵母的建立及其降解秸秆木质素能力的研究

为了提高锰过氧化物酶基因的表达产量,从黄孢原毛平革菌中获取锰过氧化物酶基因,并将其转化至毕赤酵母中。在液态发酵培养条件下,重组酵母与原始黄孢原毛平革菌所分泌的锰过氧化物酶活性分别为0.317 8U·m L~(-1)和0.197 2 U·m L~(-1)(P0.05);重组酵母所表达酶的最适温度和p H值分别为40℃和4.5,与原始酶的生化特性基本一致。在含有玉米秸秆的液体培养基中,重组酵母对秸秆中木质素降解率达到24.09%,而黄孢原毛平革菌对木质素的降解率为16.53%(P0.05)。     

木霉菌和白腐菌对水稻秸秆降解的影响

通过差重法进行定量测定,研究了康宁木霉和白腐菌株黄孢原毛平革菌对水稻秸秆降解的影响及其降解规律。结果表明:秸秆发酵过程中纤维素、半纤维素、本质素在前28 d降解的很快,之后降解减缓。木霉菌和白腐菌配合使用降解效果最好,在70 d内纤维素被降解38.18%,半纤维素被降解53.99%,木质素被降解33.91%。     

黄孢原毛平革菌对玉米秸秆木质素的降解研究

农作物秸秆还田是目前合理利用秸秆资源的有效方法之一,但不经预处理直接还田存在着许多不足之处.笔者通过分析玉米秸秆在黄孢原毛平革菌处理条件下木质素的降解情况,筛选出黄孢原毛平革菌对玉米秸秆木质素降解的最佳粒度与时间,为今后经济高效的还田产业提供理论基础.研究结果表明,黄孢原毛平革菌对大粒度的玉米秸秆(4~5和1~3 cm)较小粒度(0.5 cm)的降解效果好.在动态降解过程中,玉米秸秆的降解速率出现了两个高峰期,但不同粒度高峰期出现的时间略有不同.3种粒度的玉米秸秆分别在接菌35,40和35 d后累计降解率达到最大,其值分别为21.6%,35.6%和45.2%.综合比较,粒度为4~5 cm的玉米秸秆接种黄孢原毛平革菌35 d后,玉米秸秆达到最佳降解效果.     

双孢蘑菇培养料木质纤维素利用及相关酶活性变化的研究

[目的]探究双孢蘑菇培养料理化性质、木质纤维素降解与其相关酶活性变化,为双孢蘑菇工厂化栽培建立科学的指标评价体系奠定理论基础.[方法]对3批次工厂化栽培的双孢蘑菇从堆肥到出菇的理化参数和木质纤维素及相关降解酶活性进行测定,并统计每批次产量.[结果]3批次培养料理化性状指标均在适宜范围.建堆时,培养料中纤维素、半纤维素和木质素相对含量分别为23.19％、19.64％和16.12％;二次发酵结束时,三者相对含量分别为15.73％、10.93％和22.96％;双孢蘑菇出菇结束时,三者相对含量分别为8.37％、4.27％和18.98％.表明堆肥时期微生物和双孢蘑菇均优先利用纤维素和半纤维素,而对木质素的利用率相对较低.堆肥时期纤维素降解酶活性平稳,第1潮菇时急速升高,以后逐渐下降,其中羧甲基纤维素酶的活性(11.02～149.52 U/g)远高于α-纤维二糖酶活性(0.37～13.30 U/g),是降解纤维素的主要酶类.3种半纤维素降解酶在堆肥时期呈波动式变化,在第1潮菇时活性达到最高,其中木聚糖酶的活性(58.65～176.25 U/g)高于木糖苷酶活性(0.55～5.07 U/g)和α-阿拉伯呋喃糖苷酶的活性(2.29～39.60U/g),是分解半纤维素的主要酶类.漆酶在堆肥时期几乎没有活性,菌丝长满时活性急剧升高至14.57 U/g,并保持至原基形成.第3批次的各种酶活性、生物转化率明显高于第1批次和第2批次.[结论]3批次双孢蘑菇培养料的理化指标及酶活性变化趋势一致.在堆肥时期和出菇时期,优先利用半纤维素和纤维素,而木质素利用率较低.羧甲基纤维素酶、木聚糖酶、漆酶是降解木质纤维素的主要酶类,各种酶活性与产量呈正相关.     

黄孢原毛平革菌降解白酒糟中木质素的影响因素

考察不同温度(37℃、38℃、39℃)、时间(8 d、9 d、10 d)、含水量(55%、60%、65%)和接种量(按V/W的10%、20%、30%)组合对黄孢原毛平革菌降解白酒糟中木质素的影响。研究表明:当接种量为10%、含水量为60%,在39℃下发酵10 d,可使白酒糟中木质素降解率达到5.93%;4个因素对黄孢原毛平革菌降解白酒糟中木质素影响的主次顺序为:时间,含水量,温度,接种量;本实验条件下最优发酵组合为:时间为10 d,接种量为10%,温度为38℃,含水量为65%。     

红侧耳双核菌株降解稻草木质纤维素研究

【目的】深入研究红侧耳双核菌株降解稻草的过程,为开发利用富含木质纤维素的秸秆资源奠定基础。【方法】对BS02、BS09、BS15和BS17等4株红侧耳双核菌株降解稻草过程中,纤维素酶、MnP酶、LiP酶和漆酶的酶活及木质素与纤维素降解率、粗蛋白含量和稻草表面结构的变化等指标进行了测定与分析。【结果】4株红侧耳双核菌株酶活的变化与其对稻草木质纤维素的降解率之间具有一定的相关性,BS17的纤维素酶活、纤维素降解率和粗蛋白产率较高,BS09的MnP、LiP酶活和木质素降解率较高,BS15的漆酶酶活较高。利用扫描电子显微镜对降解稻草秸秆的表面结构进行观察,可看到该菌株主要降解稻草的薄壁细胞,使其发生严重皱缩。【结论】红侧耳在农作物秸秆的综合利用方面具有良好的应用前景。     

几种食用真菌降解稻草的潜力研究

以常见的7株食用真菌菌株为材料,分别为平菇韩黑(Pleurotus ostreatus hanhei)和平菇8号(P.ostreatus 8)、秀珍菇(P.cornucopiae)、姬菇206(Hypsizygus marmoreus 206)、白灵菇(Pleurotus nebrodensis)、金针菇天福(Flammulina velutipestianfu)和金针菇8802(F.velutipes 8802),筛选出在纤维素平板上生长较快的4株菌(姬菇206、平菇韩黑、平菇8号和秀珍菇),并进一步测定其产生纤维素酶、半纤维素酶和木质素酶的活力以及降解稻草中木质素、纤维素和半纤维素的能力。结果显示:姬菇206中与木质素降解有关的木质素过氧化物酶(LiPs)、锰依赖过氧化物酶(MnPs)和漆酶(Lacs)的活力最大,分别达到58.52、186.66和8.82 U·g-1;滤纸酶活力也是姬菇206最高,为3.86 U·mL-1;平菇韩黑的半纤维素酶活力最高,达到41.20 U·mL-1。稻草降解试验表明,平菇韩黑的半纤维素降解率最高,为51.03%,其次为姬菇206,降解率为50.49%。姬菇206对木质素的分解率最高,达到51.47%。平菇韩黑对稻草的的总降解率最高,达到47.52%。结论:平菇韩黑和姬菇206具有较强的稻草降解能力,可作为降解稻草的工程菌株。     

桉树皮木质素降解复合功能菌的构建及效果研究

开发复合功能菌剂,在自然堆沤环境下对桉树皮的木质素等发挥降解作用,是达到桉树皮快速腐熟,实现桉树皮资源化利用的关键技术。通过降解培养试验,筛选出对桉树皮具有降解木质素的功能菌;通过拮抗试验,筛选出与降解菌系无明显拮抗作用并与之协同生长的微生物作为营养菌系,用于构建复合菌剂;开展桉树皮堆肥试验,研究复合菌剂对桉树皮木质素的降解效果。结果表明:绿色木霉菌、黄孢原毛平革菌、平菇菌3种微生物对桉树皮木质素具有降解作用;构建了由3种降解功能菌和7种营养菌组成的复合菌剂;在桉树皮堆肥中,添加复合菌剂对桉树皮的纤维素、木质素降解效果明显,与对照相比,纤维素含量下降了77.67%,木质素含量下降了78.78%。     

高效木质素降解菌的筛选及产漆酶条件的研究

【目的】为了获得高产漆酶的菌株用于降解木质素.【方法】从新乡周边腐木堆积处、秸秆堆积处和造纸厂废水这些木质素含量丰富的地方取样,以木质素为唯一碳源,初筛出对木质素具有降解能力的菌株.【结果】采用愈创木酚平板法对产漆酶的菌株进行复筛得到4株产漆酶能力较强的菌株,通过生理生化及18S rDNA序列分析对菌株进行鉴定,通过液态发酵培养以2,2′-连氮基-双-(3-乙基苯并二氢噻唑啉-6-磺酸)(简称ABTS)法对漆酶活性和木质素降解能力进行研究.结果表明,黄孢原毛平革菌在培养6d后,漆酶活力达到最高,为233.33U/L.利用液态发酵研究了碳源、氮源、金属离子、pH、温度对其发酵产漆酶的影响,确定了该菌株的最优碳源为乳糖,最优氮源为酵母粉,最适铜离子浓度为0.6mmol/L,最适温度为30℃,最适pH为4,在此条件下木质素去除率达到了84.7%.【结论】试验筛选出的黄孢原毛平革菌具有良好的降解木质素的能力,为研究漆酶基因的克隆表达和酶学研究奠定了基础.     

园林废弃物混菌堆腐方法及其产物对泥炭的替代效果研究

为探究接种混合菌株对园林废弃物堆腐的影响，及其产物对植物栽培基质中泥炭的替代效果，选取黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和康氏木霉(Trichoderma koningii)作为供试菌株开展试验。首先，进行两种菌的共生兼容性测试和混菌接种时序优化；然后，针对堆腐中的含水率、接菌量、菌种比例，分别通过单因素试验和响应面分析进行优化，得到最优条件，并在此条件下堆腐，测定堆体温度，以及营养成分和种子发芽指数的变化；最后，将堆腐产物与泥炭按不同比例混合，用于绿萝栽培，培养30 d后，测定其对植株生长和叶绿素含量的影响。结果显示，先接种黄孢原毛平革菌3 d后再接种康氏木霉能提升纤维素降解率和木质素降解率。经过优化的最优发酵条件为含水率60%,接菌量15%,康氏木霉与黄孢原毛平革菌的菌种比例1.1∶2。在此条件下，木质素降解率和纤维素降解率分别达到28.37%、31.56%。堆腐过程中，添加混菌的试验组较不加菌的对照先完成堆腐，且其堆体中的总腐殖酸、碱解氮、有效磷含量均更高，种子发芽指数也更早达到标准要求。与其他处理相比，将泥炭、蛭石与加菌堆腐产物以5∶3∶2...     

不同处理方法对白酒丢糟降解组分、结构的影响

为探究不同处理对白酒丢糟降解组分、结构的影响,采用化学组(H2SO4、NaOH和H2O2)、物理组(微波和超声波)和生物组(绿色木霉、黄孢原毛平革菌和米曲霉)处理白酒丢糟。结果表明,化学处理使得半纤维素含量减少,其中30%H2SO4处理将全部半纤维素去除,而纤维素含量持续增加；微波处理使得木质素含量降低,纤维素含量先上升后下降；黄孢原毛平革菌处理使得木质素含量从丢糟原料27.71%降至15.27%,而绿色木霉和米曲霉处理持续增加。化学和微波处理丢糟的最高比表面积在32.13—36.85m2/g变化。随着溶剂浓度增加,化学处理后丢糟纤维结晶度持续增加,在25%H2SO4、25%NaOH和10%H2O2处理时趋于平稳；超声波处理使得丢糟纤维结晶度从原料27.52%降至23.45%,而微波处理则升至37.03%；绿色木霉和米曲霉处理使得丢糟纤维结晶度先增加后降低,黄孢原毛平革菌处理表现为持续增加。综上述,化学预处理对白酒丢糟的降解在化学组分和比表面积方面表现较好,但持续增加的纤维结晶度可能对丢糟利用不利,单独使用超声波处理效果不佳,更适宜于作为一种辅助手段处理白酒丢糟。     

不同处理方法对白酒丢糟降解组分与结构的影响

为了探究不同处理对白酒丢糟降解组分、结构的影响,采用化学组(H2SO4、NaOH和H2O2)、物理组(微波和超声波)和生物组(绿色木霉、黄孢原毛平革菌和米曲霉)处理白酒丢糟。结果表明,化学处理使半纤维素含量减少,其中30%H_2SO_4处理将全部半纤维素去除,而纤维素含量持续增加;微波处理使木质素含量降低,纤维素含量先上升后下降;黄孢原毛平革菌处理使木质素含量从27.71%降至15.27%,而绿色木霉和米曲霉处理持续增加。化学和微波处理丢糟的最高比表面积在32.13～36.85 m~2/g之间变化。随着溶剂浓度增加,化学处理后丢糟纤维结晶度持续增加,在25%H_2SO_4、25%NaOH和10%H_2O_2处理时趋于平稳;超声波处理使丢糟纤维结晶度从27.52%降至23.45%,而微波处理则升至37.03%;绿色木霉和米曲霉处理使丢糟纤维结晶度先增加后降低,黄孢原毛平革菌处理表现为持续增加。综上所述,化学预处理对白酒丢糟的降解在化学组分和比表面积方面表现较好,但持续增加的纤维结晶度可能对丢糟利用不利,单独使用超声波处理效果不佳,更适宜于作为一种辅助手段处理白酒丢糟。     

双孢蘑菇培养料隧道发酵过程中胞外降解酶活性的变化

研究了双孢蘑菇培养料隧道式发酵各阶段主要降解酶活性的变化情况。结果表明:各降解酶的酶活性呈现不同的变化规律。纤维素降解酶分别在不同发酵阶段起作用,Cx酶活力在2次转仓时达到峰值,而C1酶与BG酶的酶活力分别在二次料与一次料中最高半纤维素降解酶中的木聚糖酶活力呈先上升后下降的变化趋势,在2次转仓时酶活力最高,而木糖苷酶的活力一直较低。木质素降解酶(Lac、MnP与LiP)的活力变化趋势一致,均呈先上升后下降,再上升然后再下降的变化趋势,在2次转仓时各酶活力达到峰值。蛋白酶活力在1次转仓时最高,此后开始下降,在二次料中再次升高。淀粉酶活力仅在培养料开始发酵的时期较高,此后的酶活力一直较低。培养料中的木质素在1次转仓阶段降解最快,而纤维素和半纤维素降解最快的时期是在2次转仓阶段。     

木质素快速降解细菌的初筛及相关酶活力变化规律研究

为建立木质素降解细菌的鉴定方法和初筛快速降解木质素的细菌,明确其相关酶活力的变化规律,本研究以营养琼脂(NA)为基本培养基,比较确定了每100 mL木质素降解细菌鉴定培养基中愈创木酚和苯胺蓝(1%母液)添加量分别为0.4 mL和20.0 mL。对本实验室菌种库保藏的18株细菌进行了定性鉴定,初筛获得了酶活力较强且可快速降解木质素的细菌4株,开展液态产酶活力测试。结果表明:除了菌株M1的Lac和LiP活力高峰期分别出现在第4天和第2天外,其余菌株的Lac、MnP、LiP活力高峰期均在第5天。菌株M7的Lac活力值、M1的MnP活力值和M7的LiP活力值最高分别可达189.5 U·mL~(-1)、247.8 U·mL~(-1)和75.9 U·mL~(-1),综合不同酶活力试验结果,初步判断菌株M1和M7在短时间内具有较高的木质素降解能力。研究结果可为进一步开展木质素快速降解细菌的应用研究提供参考依据。     

黄孢原毛平革菌过氧化物酶的分离、纯化和酶学特性研究

从木质素降解菌Phanerochaete chrysosporium中纯化出两种木质素降解酶：木质素过氧化物酶（LiP）和锰依赖过氧化物酶（MnP）。经测定LiP和MnP的分子量分别为37kD和40kD，最适作用温度均是37屯；保温2h，LiP的半失活温度为40℃，MnP为45℃；LiP最适作用pH2．8，稳定pH2．2—5．2；MnP最适作用pH4．6，稳定pH4．0—7．0。Fe^2＋LiP和MnP均表现出促进作用，Na^＋、K^＋、Ca^2＋、Mg^2＋、Zn^2＋、Fe^3＋、Ag^＋、CO^2＋、NH4^＋对LiP有促进作用，对MnP则表现出抑制作用。与此相反，Mn^2＋对MnP酶活的高效促进作用，对LiP表现出了轻度的抑制作用，这也体现出了MnP对Mn^2＋的依赖性。Cu^2＋对LiP活性无影响，而对MnP有强烈的抑制作用。Fe^3＋两者活性的抑制都达到了90％。     

酸-菌-酶法处理黄姜皂素生产废渣的工艺

通过正交试验,考察了酸-菌-酶法共降解黄姜皂素生产废渣的最佳糖化工艺条件。结果表明,皂素生产废渣先进行酸水解,再利用黄孢原毛平革菌对其中的木质素进行降解,最后进行酒精酶水解,得到这种酸-菌-酶法糖化工艺的最优条件为,蒸汽处理后的废渣先经液固比20∶1、稀硫酸(w=4%)、100℃的条件下酸水解120 min;再于30℃、pH6、加菌量100 mL.L-1的培养条件下利用黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chry-sosporium)降解4 d;最后在酶用量0.9 mL、温度为50℃、pH4.8的工艺条件下酶解100 min。黄姜皂素废渣经该条件处理后,木质素去除率达42.82%,还原糖得率最高达59.72%,比采用酸-酶法水解后的还原糖得率提高了25.62%。这种酸-菌-酶法结合工艺可以更有效地降解皂素生产废渣,得到较高的还原糖量。     

木质素降解细菌的筛选及园林废弃物降解研究

为获得能够高效降解园林废弃物的细菌,采用苯胺蓝和愈创木酚平板法从高温期堆肥中初筛得到木质素降解酶活力较高的菌株,再利用筛选出的菌株进行液态产酶和固态发酵试验,对漆酶(Lac)、锰过氧化物酶(MnP)和木质素过氧化物酶(LiP)的活力变化及菌株对园林废弃物的降解率进行测定。结果表明,从高温期堆肥中初筛得到3株木质素降解酶活力较高的细菌L-9、L-12和L~(-1)7;液态产酶试验测得L-9、L-12和L~(-1)7的Lac活力分别为8.61、12.26和2.20 U·mL~(-1);Mn P活力分别为11.16、14.75和16.24 U·mL~(-1);LiP活力分别为40.48、42.41和37.52 U·mL~(-1);固态发酵试验测得接种L-9、L-12和L~(-1)7菌株28 d后,园林废弃物的木质素降解率分别为14.88%、20.10%和11.25%;纤维素降解率分别为25.64%、28.47%和30.03%。综合评价菌株L-12具有较强的木质素降解能力,通过形态观察和16Sr DNA序列分析,将L-12鉴定为嗜热嗜脂肪地芽孢杆菌(Geobacillusstearothermophilus),可用于探究细菌降解木质素原理和工业化生产木质素降解菌剂。