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。     

Effect of fish meal replacement by Chlorella meal with dietary cellulase addition on growth performance,digestive enzymatic activities,histology and myogenic genes’ expression for crucian carp Carassius auratus

This study was conducted to investigate the effects of fish meal (FM) replacement by Chlorella meal (CM) with dietary cellulase supplementation on growth performance, digestive enzymatic activities, histology and myogenic genes’ expression in crucian carp Carassius auratus (initial body weight: 2.90 ± 0.02 g, mean ± SEM). Six isonitrogenous diets were formulated at two cellulase levels (0 and 2 g kg^?1). At each cellulase level, CM was added at three levels of 0, 533.1 and 710.8 g kg^?1 to substitute 0, 75 and 100% of dietary FM respectively. Each experimental diet was randomly assigned to triplicate groups with 25 juvenile fish per fibreglass tank for 8 weeks. Dietary CM substitution significantly increased growth, feed utilization, amylase activity and the expression of Myod, Mrf4 and Myf5, but reduced the Myog expression. Dietary cellulase addition increased hepatosomatic and viscerosomatic index, lipase activity and the expression of Mrf4, but reduced trypsin activity and the expression of Myog and Myf5. Dietary CM substitution enlarged the cell size and also caused some karyopyknosis in liver. Our results showed that CM could totally replace FM in diets; dietary cellulase supplementation at the level of 2 g kg^?1 played a subtle role in improving growth and feed utilization for crucian carp.     

绿色木霉Fn10-1纤维素酶的分离纯化及酶学特性测定

试验研究了绿色木霉Fn10-1纤维素酶的初步纯化及酶学性质开展研究。结果表明,该纤维素酶的最适催化温度为70℃,最适pH 7.6,在温度为4~50℃下均能保持较稳定的酶活,高于50℃以后,热稳定性变差,酶活力开始急剧下降。pH在5.6~7.6时该酶有较好的稳定性。Na+、Mn2+、Fe2+、Mg2+、Co2+、Ca2+、Ba2+、Al3+对纤维素酶具有一定的激活作用,Ag+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、K+对该酶有一定的抑制作用,其中Cu2+的抑制作用尤为明显。     

黑蜣(Bess beetle)纤维素酶的组分及其特性分析

以30日龄的黑蜣幼虫为材料,对其整体匀浆后组织液中的纤维素酶组成及活性进行了分析。结果表明:黑蜣体内存在内切β-1,4-葡聚糖酶(Cx酶)、β-葡萄糖苷酶;β-葡萄糖苷酶和Cx酶的最适宜温度为分别为40℃和50℃;Cx酶和β-葡萄糖苷酶分别在pH值为6.4和5.2时具有最大的活力;β-葡萄糖苷酶和Cx酶的最适宜反应时间为80 min。Cx酶具有比β-葡萄糖苷酶更强的温度适应性,在30～50℃温度范围内可维持最大酶活力的66.20%。     

秸杆栽培食用菌拮抗菌株的鉴定及混菌发酵条件的优化

从海洋泥样和食用菌发酵料中分离出了32个菌株,从中筛选出了既具有较高的纤维素酶活性又具有对青霉(Penicillium spp)、木霉(Trichoderma spp.)、根霉(Rhizopus)、曲霉(Aspergillus spp)、毛霉(Mucro)较强拮抗能力的W-4、W-10、N-14三个菌株。经鉴定W-4、W-10分别属于放线菌中黄色节杆菌(Arthrobacter flavescens)和石灰壤诺卡氏菌(Nocardia calcarea),N-14属于细菌中的乳酸乳杆菌(Lactobacillus lactis)。通过正交试验对上述3个菌株混合发酵条件进行优化,确定在温度35℃、时间36h、pH7.5、装液量60ml/250ml时为最适发酵条件。在此条件下3个菌株混合发酵液纤维素酶活力仍然很高。同时混合发酵液对青霉、曲霉、毛霉、木霉、根霉的拮抗能力分别为单菌株发酵液的1.79倍、1.36倍、1.29倍、1.04倍、1.07倍。     

添加乳酸菌和纤维素酶对苜蓿青贮品质的影响

初花期收获的苜蓿(Medicago sativa)经过0、8、32 h的晾晒,添加乳酸菌和纤维素酶进行青贮。结果表明,苜蓿凋萎（干物质含量为38.45%）青贮可以使青贮料的氨态氮含量显著降低,并保存有更多的粗蛋白质,生成更多的乳酸。苜蓿青贮时添加乳酸菌和纤维素酶能明显改善苜蓿青贮料的发酵品质,即降低青贮料的氨态氮含量和保存更多的粗蛋白质以及生成更多的乳酸。晾晒8 h的苜蓿添加乳酸菌（106 cfu/g）和纤维素酶（0.05 g/kg）的青贮效果最好;而晾晒32 h的苜蓿直接青贮的效果最好。     

松材线虫纤维素酶的免疫学分析

制备松材线虫特定纤维素酶的多克隆抗体(Anti-BXC60),通过SDS-PAGE、纤维索酶酶染分析、免疫印迹以及ELISA方法考察该抗血清的特异性.进一步利用抗松材线虫全蛋白抗体(Anti-BX)和Anti-BXC60抗体,建立线虫分泌性蛋白在PVDF膜上双重染色的方法.双重染色分析的结果表明:松材线虫主要通过分泌孔向体外分泌大量的分泌蛋白,而纤维素酶的分泌方式与其他植物线虫相似,是通过口针向外分泌.     

纤维素酶在玉米芯上的吸附及其水解作用

对纤维素酶在玉米芯纤维底物上的吸附特征及其水解作用进行了研究.纤维素酶组分中的外切型β-葡聚糖酶(C1酶) 、内切型β-葡聚糖酶(CMC酶)和纤维二糖酶(CB酶)在同一纤维素底物上具有不同的吸附性质,底物的粒度、预处理条件、pH值、温度等因素对纤维素酶的吸附具有不同的影响.在特定的酶解条件下(底物质量分数10 %,pH值4.8,50 ℃),C1酶、CMC酶组分主要吸附在玉米芯纤维底物上,而CB酶组分则大部分游离在液相中.利用纤维素酶的吸附特性,在玉米芯酶解工艺中实现了纤维素酶的回收复用.当玉米芯纤维底物质量分数为10 %,纤维素酶初始用量为每克底物15 FPIU ,酶解48 h后滤去水解液,保留纤维素残渣并加入新鲜底物,同时补加纤维二糖酶(每克底物4 IU)和少量纤维素酶(每克底物7.5 FPIU),继续酶解48 h,如此重复进行.连续重复7批的试验结果表明:这一酶解工艺简便易行,纤维素酶的用量可节约50 %, 同时纤维素的酶解得率平均可达80 %以上.这一研究结果在可再生纤维素资源酶法糖化利用方面具有重要意义.     

二次纤维酶水解生成葡萄糖的研究

将回收的废纸脱墨、洗净即为二次纤维。脱去其中的木质素和半纤维素，得纤维素，用纤维素酶水解生成葡萄糖。对温度、pH值、酶用量、时间分别进行单因素试验，通过测定水解液葡萄糖含量，找出水解的适宜条件：温度45℃，pH值4．8，酶用量8IU／g(对绝干原料)，产率可达60％以上。     

纤维素酶催化水解和氧化机制的研究进展

人类对纤维素的开发与利用还非常有限,未能完全搞清天然纤维素的生物降解机制是其一个重要原因.自从C1-Cx假说提出以来,又有较多的降解理论出现对其改进,纤维素酶水解机制不能完全解释天然纤维素的降解,大量文献证实天然纤维素降解存在氧化机制.本文主要介绍水解与氧化机制中具代表性酶协同降解模型、纤维二糖水解酶(CBH)协同作用假说、羟基自由基的氧化机制和纤维二糖脱氢酶途径等不同降解理论,将水解和氧化两种机制结合起来给出其降解途径,也许能够较为容易理解纤维素的降解具体过程.