瘤胃微生物在木质纤维素价值化利用的研究进展

瘤胃是反刍动物消化的第一个腔室，各种微生物（细菌、真菌和原生动物）相互作用将木质纤维素植物生物降解为易于代谢的化合物。瘤胃也是目前自然界公认的木质纤维素高效降解和利用的天然反应器，其真菌和细菌可分泌多种木质纤维素降解酶，在木质纤维素生产生物燃料和化学用品方面具有潜在的价值。因此，本研究在瘤胃内木质纤维降解的微生物及其降解木质纤维素相关酶的基础上，重点综述了瘤胃微生物在木质纤维素生物转化为乙醇、生物化学（有机酸）及沼气等方面的研究进展，旨在为瘤胃微生物和瘤胃酶在木质纤维素价值化利用方面的研究和应用提供新的方法和思路。     

改性纤维素的吸附性能及应用研究进展

纤维素作为天然生物基材料来源广泛,纤维素的改性及其在吸附方面的应用一直作为研究的热点。笔者介绍了纤维素基本结构,综述了纤维素化学改性方法以及改性纤维素对水体污染物吸附能力的提高。重点从改性纤维素良好的吸附性、吸附机理以及对水体中金属离子和水体中氮磷的吸附性展开叙述。提出了改性纤维素可应用于土壤当中,以期为土壤改良、作物高产提供全面的科学解释;同时改性纤维素可与肥料相结合,提高肥料利用率减缓因施肥造成的面源污染等问题。     

高温秸秆降解菌的筛选及其纤维素酶活性研究

筛选能在高温（55~75℃）好氧堆肥中高效降解纤维素的菌株，并评估其降解秸秆的能力与产纤维素酶的热稳定性。从高温期堆肥中采样，以水稻秸秆粉为唯一碳源，通过55、65℃和75℃连续高温传代驯化并分离筛选耐高温菌，结合水解圈和水稻秸秆崩解试验筛选不同高温下高效降解秸秆的目标菌株，采用16S rRNA测序和系统发育分析鉴定目标菌株分类地位，通过分析目标菌株纤维素降解相关酶在50~90℃之间的热稳定性，解析其高温适应性机制，评价其在实际生产中的应用潜力。高温驯化分离得到13株耐高温降解菌，其中B-5、B-6、B-7和B-11的纤维素和秸秆降解能力较强，而只有B-7和B-11在55~65℃和75℃具有高效降解水稻秸秆的能力，将其认定为目标菌株。系统发育分析表明B-7和B-11菌株与芽孢杆菌科高度相似，分别命名为短小芽孢杆菌B-7和嗜热脂肪芽孢杆菌B-11。酶活热稳定性分析发现B-7和B-11各纤维素酶活性在50~90℃之间先升高后降低，其最适温度范围不同，分别为55~65℃和70~80℃，其中B-11在85℃时的相对酶活仍高于60%。研究表明，菌株B-7和B-11是耐高温高效秸秆降解菌，其具有不同高温偏好性，纤维素酶热稳定性强，在秸秆高温好氧堆肥中具有潜在的应用前景。     

长链酰胺化纳米纤维素增强聚乳酸复合材料

以纳米纤维素(NCC)为原料,先采用四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)氧化制备氧化纳米纤维素(TONC),再与不同链长脂肪胺在催化剂作用下发生反应,得到脂肪胺改性纳米纤维素,当脂肪胺为十二胺(DOA)、十四胺(TEA)、十六胺(HEA)、十八胺(OCA)时,分别制得DOATONC、TEATONC、HEATONC和OCATONC。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和元素分析表明:脂肪链接枝成功,改性后纳米纤维素的晶形没有发生改变,为原有Ⅰ型晶型;接触角和分散性测试表明:随着脂肪链的增长,改性纳米纤维素表面的亲水性明显下降(接触角由65.8°上升至93.9°),而分散率由25.17%先降至11.97%,再升至71.71%。将1%的改性纳米纤维素添加到聚乳酸(PLA)中制得复合膜,机械性能测试结果表明:随着脂肪链的增长,复合膜的机械性能明显提高,其中PLA/OCATONC复合膜的拉伸强度和断裂伸长率分别达到40.2 MPa和6.39%。     

纤维素降解菌的分离筛选及其对水稻秸秆的降解效果分析

采用平板涂布法从湖南省望城区水稻田土壤样品中分离真菌;通过刚果红平板培养实验筛选出具有纤维素降解功能的6个真菌菌株;应用DNS法测定了各菌株产CMCase的活力,并分析了它们对水稻秸秆的降解效果。研究结果表明,在筛选出的6个真菌菌株中,WAF6对水稻秸秆的降解率最高,达45.72%;经形态学及分子生物学鉴定,WAF6被鉴定为草酸青霉(Penicillium oxalicum)。     

一例湖羊纤维素性肺炎的病理组织学观察

为探究四川省某养殖场湖羊患病情况,以1只发病湖羊为例,研究观察病羊临床症状、解剖变化,采用H.E.染色方法分析病羊实质器官病理组织学变化,并从病羊中分离出菌株Z-1,采用生理生化、16S rDNA基因测序对其鉴定,采用腹腔注射对菌株Z-1进行动物回感试验,纸片扩散法对菌株Z-1进行药敏分析。结果表明:患病羊病症有高热、剧烈咳嗽并伴有喘气,口鼻周围可见黄色浓稠分泌物;解剖变化为多个实质器官明显肿大、充血,肺脏充血、颜色暗红,切开有血样泡沫状液体流出;病理组织切片可见肺、肝、脾等组织细胞肿胀、充血、出血,肺泡腔和细支气管中有大量粉红色纤维素性渗出物,炎性细胞浸润;菌株Z-1为革兰氏阳性菌,乳糖、七叶苷和山梨醇等生化反应呈阳性反应,木糖醇、甘露糖和蜜二糖等生化反应呈阴性反应;16S rDNA基因目的片段长度为1 428bp,与菌株NR_026471的相似性达到98%,综合鉴定为链球菌;动物回感试验表明该菌株对小鼠具有很强的致病性;药敏试验表明该菌株对氧氟沙星、诺氟沙星、环丙沙星和庆大霉素等敏感,对氨苄西林、青霉素和拉氧头孢等耐药。综上,该病湖羊患链球菌感染的纤维素性肺炎。     

不同品种皮燕麦营养成分的评价与筛选

皮燕麦是一种优良饲草,粗蛋白、粗脂肪、亚油酸、β-葡聚糖及纤维素的含量决定了皮燕麦营养价值的高低。本文参照营养成分常用测定方法及标准,分别采集不同品种皮燕麦成熟期和灌浆期顶端2片叶子进行营养成分测定,综合分析30份皮燕麦营养成分。结果表明,同一品种在不同生长发育时期营养物质含量不同,灌浆期含量高于成熟期;不同品种间粗蛋白、粗脂肪、亚油酸、β-葡聚糖和纤维素含量有差异,造成差异的原因跟地区来源有关。     

菜地土壤中纤维素降解菌的筛选及其产酶条件优化

利用传统的微生物学方法,从菜地土壤中筛选出高产纤维素酶的菌株,并对其产酶条件进行优化。结果表明,从4种菜地土壤中共分离获得16株纤维素降解菌,其中生菜地土壤中获得的菌株最多,白菜地土壤中获得的菌株最少;在16个菌株中,从油菜地中分离纯化的1个菌株具有最强的纤维素降解能力;对该菌株的产酶条件优化发现,以麸皮作为唯一碳源、培养温度35℃、培养时间96 h时酶活力最高。     

沙柳纤维素膜材料的制备及性能表征

为了探究纤维素溶解前后结构变化及纤维素含量对膜拉伸性能的影响,本论文采取硝酸乙醇法提取沙柳材纤维素,再溶于离子液体中制备纤维素膜,然后经傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)分析纤维素溶解前后结构的变化。最后测试纤维素含量对纤维素膜抗拉性能的影响。结果表明,纤维素经离子液体溶解再生后没有引入新的官能团,晶型从I型向II型转变,且结晶度增加8.64%;抗拉性能随着纤维素含量增大而增加,当纤维素含量达到90.20%时,最大拉伸应力达到0.392 4 MPa。     

纤维素粒径对胶原纤维膜性能的影响

因天然肠衣存在来源有限、加工繁琐以及质量不稳定等问题,机械化程度高、质量稳定的胶原肠衣已被广泛应用于肠衣加工等肉制品工业中。但国内胶原肠衣生产起步较晚,肠衣还存在强度不够、应用品质较差等问题,本研究以期通过纤维素共混的方式来改善胶原肠衣的特性,探索纤维素粒径对胶原肠衣的影响规律及机制。测定胶原纤维膜的物化特性和应用扫描电子显微镜(SEM)等手段,观测添加不同尺寸和添加量的纤维素共混胶原纤维膜中纤维素以及胶原纤维的排列结构;运用傅里叶红外光谱(FTIR)分析、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)等手段分析测定胶原纤维膜的结构特点和热稳定性;结合胶原膜宏观理化特性和微观结构的特点,分析不同粒径纤维素对膜性能影响规律及其原因。结果表明,添加200 PF纤维素的膜样品具有最致密、光滑的微观结构,且表现出了最好的性能,其中湿态和水煮拉伸强度分别提高260%、50%,而热变性温度升高了约10℃。本研究以期将其应用于胶原纤维肠衣的实际生产中,为其品质的提高提供技术指导。