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.     

纤维素酶活性的研究进展

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。但是纤维素酶活性不高、对天然纤维素分解能力弱等问题已经成为该酶进一步应用的瓶颈,提高纤维素酶活力研究已成为国内外许多科学家研究的热点。笔者综述了该方面研究的最新进展。     

纤维素酶的应用现状

纤维素是地球上既丰富又低廉的可再生资源,纤维素能被纤维素酶降解为葡萄糖.纤维素酶具有广阔的研究前景,将来可能成为国内第一大酶种.本文简述了纤维素酶在畜禽生产和酒精工业中的应用,具体阐述纤维素酶在食品工业中的应用,并对未来的研究方向进行了展望.     

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.     

混合菌群糖化纤维素的影响因素研究

从40种不同生态环境来源的土壤中,用不同的培养基进行了好氧性纤维素分解菌与厌氧性纤维素分解菌的筛选,得到了酶活性较高的7种好氧性纤维素分解菌和6个厌氧性纤维素分解混合细菌菌种.测定了1个好氧性纤维素分解菌和厌氧性纤维素分解细菌混合培养体在滤纸、CMC-Na、稻草粉等不同底物下产酶的活力,以CMC-Na为底物时的酶活最高.在培养基中添加0.1%的尿素和0.2% 的K:HPO4能够提高纤维素酶的活性.     

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.     

秸秆纤维素分解菌的分离筛选

利用纤维素分解菌生产发酵饲料是当前饲料业的一个发展方向,它可将纤维素分解为牲畜可利用的糖。此项试验从各种土壤及饲料中分离到12株能分解纤维素的菌株。分别测定滤纸分解度、CMC酶活、FPA酶活和天然纤维素酶活,筛选出6株对天然秸秆纤维素有较强降解能力的菌株。通过改变其培养基中天然纤维素的含量,发现随着培养基中天然纤维素含量的增加,酶活力也随之升高。     

有机物料腐熟剂中纤维素酶活力测定方法的比较

<正>有机物料腐熟剂能够加速各种有机物料(包括农作物秸秆、畜禽粪便、生活垃圾及城市污泥等)的分解和腐熟,原因在于其含有大量可以产生纤维素酶的微生物体如细菌、真菌等。纤维素酶是使纤维素降解生成葡萄糖及纤维二糖的一类酶的总称,在分解纤维素时起生物催化作用。实践中以纤维素酶活力来表征纤维素酶的生物催化能力,但由于纤维素酶来源不同,其组成及各组分比例差异较大,且其作用的底物复杂,使得纤维素酶活力     

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)。     

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）。     

一组小麦秸秆好氧分解菌复合系的酶学特性研究

为加快小麦秸秆木质纤维素酶解,提高小麦秸秆资源的利用率,探讨了一组小麦秸秆好氧分解菌复合系的酶活表达特性。该复合系能高效的分解秸秆,对纤维素的分解率达到80.0%,利用DNS法测定该复合系分泌的酶的酶活性。研究表明,在复合系分解的0~10 d内,0.78 g纤维素被分解,0.16 g半纤维素被分解;复合系分泌的酶是一组能够降解不同底物的酶复合系;复合系的最高纤维素酶活性(内切酶、外切酶、β-糖苷酶和总纤维素酶)为0.17 U/mL;最高木聚糖酶活性出现在第2天,其数值达到2.82 U/mL;最适木聚糖酶反应温度为50℃,最高耐受温度是60℃,最适木聚糖酶反应pH为7,pH≤5对酶活性产生强烈抑制;酶反应时间6~20 min时,酶活性急剧下降,以后至酶反应时间120 min时,酶活性下降缓慢。第3天的0.5 mL离心上清液在最适酶反应条件下酶解2h后,木聚糖底物被酶解6.76 mg,转化率为33.8%。     

Traffic jams reduce hydrolytic efficiency of cellulase on cellulose surface

A deeper mechanistic understanding of the saccharification of cellulosic biomass could enhance the efficiency of biofuels development. We report here the real-time visualization of crystalline cellulose degradation by individual cellulase enzymes through use of an advanced version of high-speed atomic force microscopy. Trichoderma reesei cellobiohydrolase I (TrCel7A) molecules were observed to slide unidirectionally along the crystalline cellulose surface but at one point exhibited collective halting analogous to a traffic jam. Changing the crystalline polymorphic form of cellulose by means of an ammonia treatment increased the apparent number of accessible lanes on the crystalline surface and consequently the number of moving cellulase molecules. Treatment of this bulky crystalline cellulose simultaneously or separately with T. reesei cellobiohydrolase II (TrCel6A) resulted in a remarkable increase in the proportion of mobile enzyme molecules on the surface. Cellulose was completely degraded by the synergistic action between the two enzymes.     

改性纤维素对盆栽小麦生长及土壤水分和养分的影响

探究改性纤维素对土壤保水保肥能力的影响以及其在盆栽小麦中对植株生长的实际应用效果,为改性纤维素在大田中施用量、施用方法提供科学依据。通过小麦盆栽试验,研究3种不同改性纤维素CMC-NH_4、CMC-Na和CMC-K施加质量分数为0.5%、1%、1.5%、2%和3%时对土壤水分、养分、物理性状以及小麦生长状况的影响。结果表明:与对照组相比,施加纤维素可以提高土壤含水量,随着纤维素用量的增加,土壤水分质量分数呈增长趋势,吸收的水分在干旱条件下进行释放。纤维素在吸水的同时能够吸附土壤养分,提高养分利用效率,CMC-NH_4和CMC-K自身能够提供植物生长所需的氮素和钾素。施加纤维素同样会改变土壤理化性状,增强土壤粘合作用,减少土壤流失量。纤维素对小麦株高、地上部分生物量积累有促进作用,但质量分数为3%时会对小麦的生长产生不利影响。研究表明,纤维素施加最适质量分数为0.5%～1%,该质量分数有利小麦植株生长,同时可以达到保水保肥的效果。     

里氏木霉纤维素酶生产工艺的优化

提高纤维素酶生产效率,降低纤维素酶生产成本是纤维素乙醇生产技术的关键之一。而碳源、氮源和无机盐等产酶培养基成分以及接种时间、产酶温度、培养初始pH等产酶条件是纤维素酶生产过程中的关键因素。为充分利用里氏木霉生产纤维素酶,研究了纤维素酶高产菌株里氏木酶FST-1产酶培养基和产酶条件对纤维素酶产酶的影响。结果表明:麸皮、蛋白胨和磷酸二氢钾的含量对于纤维素酶的生产影响较大,并且确定了最优产酶培养基为4号培养基。通过对不同产酶条件的研究,确定最佳接种时间为24h、最佳产酶温度为32℃、最佳初始pH为5.5,优化后的生产工艺可以将滤纸酶活力和蛋白含量提高3倍。     

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。     

纤维素酶降解纤维素的研究进展

占植株干物质总重量2/3的纤维素,不但是地球表面天然起源的重要有机物质之一,而且它的降解还是自然界碳素循环的中心环节。利用植物类纤维这一可再生资源生产燃料酒精的研究已在世界各地逐步展开。纤维素酶作为一种高活性生物催化剂,其在纤维素降解过程中起到重要的作用。通过对纤维素的分子结构、天然纤维素分子的前处理以及纤维素酶分子的结构、作用机理和纤维素降解菌的选育、纤维素降解菌与非纤维素降解菌的协同作用等方面进行综述,指出纤维素底物结构的复杂性与多样性、纤维素酶降解纤维素的分子机制以及纤维素降解过程中多种微生物之间的相互作用是影响纤维素降解研究的关键问题,并对纤维素酶降解植物类纤维素生产燃料酒精的发展前景进行了展望。     

白蚁纤维素酶研究进展

纤维素是地球上蕴藏最多的可再生资源,白蚁是自然纤维素的主要降解者。介绍了白蚁纤维素酶对纤维素开发利用的重要意义,并就白蚁纤维素酶研究进展作一简述。     

生物制剂在草本纤维质农产品加工业中的应用进展

为了阐明生物制剂在草本纤维质农产品加工业中应用的研究范围与进展,采用系统信息学技术原理,围绕生物制剂在脱胶、纺织、造纸、轻工制造等学科领域中应用的主线,对近40年的相关研究报道进行分类整理与凝练。分析结果表明,在草本纤维原料脱胶及其类似初级加工过程中应用菌制剂具有节能、减排、降耗、高效利用资源等优点;在草本纤维纺织、造纸、轻工制造等深加工领域里应用酶制剂可以充分发挥酶的专一性、高效性作用,说明生物制剂在草本纤维质农产品加工业中应用的前景十分广阔。     

蓝靛果色素提取中混料设计优化酶配比的研究

[目的]寻求蓝靛果色素提取中果胶酶、纤维素酶、木瓜蛋白酶的最佳配比。[方法]采用混料设计研究了3种酶不同比例对蓝靛果色素提取液吸光度值的影响,建立酶配比与吸光度值之间的回归模型,考查了3种酶组分的互作效应,通过模型优化得到了最优配比。[结果]3种酶的最优配比为果胶酶46．6％、纤维素酶17．6％、木瓜蛋白酶36．O％。[结论]该研究为蓝靛果资源的综合利用提供了理论依据。