大熊猫粪便中纤维素降解菌的筛选及其产酶条件的优化

本试验旨在从大熊猫粪便中筛选出能够降解纤维素的菌株,并对该菌株进行鉴定和产酶条件的优化。利用羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为唯一碳源的培养基,结合碘液染色法、滤纸分解试验和纤维素酶活力测定,从大熊猫粪便中筛选得到1株纤维素降解菌DL。结合形态学观察、生理生化特征和16S rDNA基因序列同源性分析,初步鉴定该菌株为Paenibacillus cookii LZ033,它是一种产芽孢且好氧的革兰氏阳性菌。为确定菌株DL的最佳产酶条件,选取培养基初始pH、培养温度、摇床转速以及装液量4个因素,在单因素试验结果的基础上,利用正交试验,确定菌株DL的最佳产酶条件为培养基初始pH为6、培养温度为35℃、摇床转速为125 r/min、250 mL三角瓶装液量为100 mL,在此条件下纤维素酶活力(以滤纸酶活力表示)为102.3 U/mL。     

培养条件对混菌发酵产酶的影响

本试验通过单因子试验研究pH值对混菌发酵产CMC酶、蛋白酶的影响,得出发酵基质的最佳pH值为5.0;通过单因子试验研究混菌比例对混菌发酵产酶的影响,得出混菌发酵产CMC酶的最佳混菌比例为4：2：2,产蛋白酶的最佳混菌比例为2：4：2;研究单菌发酵产CMC酶、蛋白酶的情况,测得单菌发酵产CMC酶的最高酶活力为3424.96U/g,产蛋白酶的最高酶活力为92.16U/g;而混菌发酵产CMC酶的最高酶活力为4892.80U/g,产蛋白酶的最高酶活力为437.76U/g。通过正交试验研究温度、pH值、转速这3个因素对混菌发酵产CMC酶、蛋白酶的影响,测得混菌发酵产CMC酶的最佳条件是：pH5.0、温度38℃、转速150r/min;产蛋白酶的最佳条件是：pH6.0、温度38℃、转速140r/min。     

产纤维素酶枯草芽孢杆菌Kpg酶学性质研究及对麸皮纤维素含量的影响

对枯草芽孢杆菌B.subtilis Kpg所产纤维素酶的酶学性质进行研究,确定该纤维素酶的最佳温度和最适pH,并进行固体发酵麸皮试验,验证Kpg纤维素酶的实践效果。试验以3,5-二硝基水杨酸酶活测定法为基础,通过改变纤维素酶的反应温度和pH环境,确定最适反应温度和最适pH环境。为研究其实际降解能力,将枯草芽孢杆菌Kpg添加到麸皮中,在37℃环境中发酵6d。结果显示,枯草芽孢杆菌Kpg纤维素酶的最适反应温度为60℃,此时纤维素酶活性最大为108.45U/mL;反应液最适pH值为6.0,此时纤维素酶活性为97.72U/mL;在两者最适条件共同作用下,纤维素酶活性为113.58U/mL。发酵试验结果显示,枯草芽孢杆菌Kpg能够显著降低麸皮中的纤维素含量(P0.05),同时显著提高发酵麸皮中的真蛋白含量(P0.05)。枯草芽孢杆菌Kpg表现出的酶学性质符合发酵微生物选育的标准和特征,为生物饲料的开发和应用提供数据参考。     

一株产纤维素酶的解淀粉芽孢杆菌的分离鉴定及其酶促反应适宜条件初步研究

为了分离、筛选产纤维素酶益生菌,确定其酶促反应适宜条件,利用羧甲基纤维素钠等作为筛选培养基,结合刚果红染色法,从玉米青贮饲料样品中筛选产纤维素酶益生菌,并通过形态学和系统进化树方法鉴定分离菌。同时对培养时间、pH和温度等酶促反应条件进行了研究。结果表明,筛选出1株可降解羧甲基纤维素,并产生清晰透明圈的菌株。经形态学观察和16SrRNA基因序列分析,鉴定该菌为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。粗酶液中滤纸酶活为1.5U/mL,外切葡聚糖酶活为1.3U/mL,内切葡聚糖酶活为6.4U/mL,β-葡萄糖苷酶活为2.3U/mL。酶促反应的适宜条件为pH 5.5,温度50℃,粗酶液为培养3d后发酵液上清。解淀粉芽孢杆菌分离株具有一定的产纤维素酶能力,在玉米秸秆生物降解与利用方面具有潜在的开发价值。     

一株瘤胃源产纤维素酶菌株的培养条件优化

山羊瘤胃内容物菌群中分离得到的一株产纤维素酶菌株T15,采用3,5-二硝基水杨酸法(DNS法)进行优化。对菌株培养基成分碳源、氮源和金属离子进行优化时发现,6 g/L的葡萄糖为碳源和5 g/L的牛肉膏为氮源时,产生酶活力达到最高。培养基中添加0.03 mol/L的Ca~(2+),对菌株产生纤维素酶有促进作用。在最优发酵培养基成分为基础,对菌株T15的发酵培养温度、培养时间、培养pH条件和接种量等四因素、三水平进行正交试验,该菌株的产纤维素酶最优发酵条件:以9 mL为接种量,培养基pH值7,培养温度35℃和培养时间40 h,其产生酶活力达到26.76 U/mL;其中培养时间、接种量、培养温度、和培养基酸碱条件对菌株发酵产纤维素酶影响依次增大。     

不同培养条件对纤维素酶产量和活力影响的研究

本试验采用均匀设计U_(12)(12~(10))研究影响生产纤维素酶的五大因素(温度、水分、初始pH值、底物粗纤维水平、培养时间),试图找出培养条件最佳组合,取得最高酶产量和酶活力.结果表明:当底物粗纤维含量为40%、初始pH7.5,加水4倍时,在26—31℃条件下培养45h,获得最大酶产量26mg/g和CMC酶活力20mg/g,h.     

拟康氏木霉固态发酵产纤维素酶系的研究

以稻草秸秆为主要原料,利用拟康氏木霉3.3002(Trichoderma pseudokoningii 3.3002)固态发酵生产纤维素酶,对培养条件进行了优化,并系统地测定了各种纤维素酶的酶活.结果表明,最优产酶培养基组成为:稻草秸秆和麸皮的混合比例为4:1,最佳氮源为2.5%(NH4)2SO4,最佳发酵时间120 h,培养温度35℃,接种量15%,pH 5.0,培养基含水率50%.在此条件下,该菌株产纤维素酶系中羧甲基纤维素酶(Cx)酶活力达4700 U/mL,葡聚糖外切酶(Cb)酶活力达3440 U/mL,葡萄糖内切酶(C1)酶活力达到1620 U/mL,滤纸酶(FPA)酶活力达到1935 U/mL.     

瘤胃真菌体外产纤维素酶条件的筛选

本试验采用L9(34)正交试验设计,对崂山奶山羊瘤胃真菌进行体外培养,通过木聚糖酶和羧甲基纤维素酶的测定,筛选出以玉米秸秆为发酵底物的最佳发酵条件(N源、接种量、培养基起始pH值、发酵温度),并按筛选出的发酵条件对玉米秸秆、花生蔓、地瓜蔓和麸皮不同发酵底物的产酶活性进行比较。试验结果表明,木聚糖酶活力最优发酵条件N源为(NH4)2-SO4,接种量5mL,发酵起始pH值为5,发酵温度35℃,产酶最高的发酵底物为秸秆。羧甲基纤维素酶的最优发酵条件N源为(NH4)2SO4,接种量15mL,发酵起始pH值为7,发酵温度39℃。     

短小芽孢杆菌B-15产酶条件的优化及酶学性质的研究

从本实验室分离短小芽孢杆菌B-15能降解羽毛角蛋白生产角蛋白酶,本试验对该菌株的产酶条件进行了优化.结果表明,在羽毛发酵培养基中,B-15产酶的最佳辅助碳源为葡萄糖.最佳辅助氮源为酵母粉,最佳接种量为2%,培养基最佳初始pH值为7.0,产酶最佳温度为30℃,最佳培养时问为48 h.在以上条件下培养,角蛋白酶活力可达2.03 U/mL,是优化前的2.5倍.对B-15所产的角蛋白酶进行了粗酶酶学性质的初步研究,结果表明.该酶最佳反应温度为55℃;最佳反应pH值为7.0;pH 5.5～8.0时酶活力较稳定,可达最大酶活力的70%以上.Mg2 对酶有激活作用,Fe3 对酶有抑制作用.羽毛被降解后,其残渣和发酵后的液体可以作为动物的蛋白饲料.     

高产纤维素酶菌株的筛选、鉴定及产酶特性研究

为了从腐殖质土壤中筛选得到高产纤维素酶菌株,本试验进行了产纤维素酶菌株的筛选、鉴定及其产酶特性研究。首先用羧甲基纤维素钠(CMA-Na)培养基初步分离产纤维素酶菌株,再经过酶活复筛得到一株高产纤维素酶菌株B17。经过形态学和16S rDNA测序鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),并对其发酵产酶条件和酶学性质进行初步研究。试验结果表明,菌株B17的最佳发酵条件为:培养时间3 d、发酵温度35℃、初始pH为6.0,该条件下测得CMC酶活达85.48 U/mL、FPA酶活达59.85 U/mL。酶学性质研究表明:菌株所产纤维素酶最适反应条件为温度50℃、pH为6.0,且具在30～60℃、pH为4.0～7.0范围均具有较高酶活。以上结果表明,本研究所得菌株B17具有较高的开发价值,可应用于农作物秸秆饲料的生产。     

高产纤维素酶菌株的筛选、鉴定及产酶特性研究

为了从腐殖质土壤中筛选得到高产纤维素酶菌株,本试验进行了产纤维素酶菌株的筛选、鉴定及其产酶特性研究。首先用羧甲基纤维素钠(CMA-Na)培养基初步分离产纤维素酶菌株,再经过酶活复筛得到一株高产纤维素酶菌株B17。经过形态学和16S rDNA测序鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),并对其发酵产酶条件和酶学性质进行初步研究。试验结果表明,菌株B17的最佳发酵条件为:培养时间3 d、发酵温度35℃、初始pH为6.0,该条件下测得CMC酶活达85.48 U/mL、FPA酶活达59.85 U/mL。酶学性质研究表明:菌株所产纤维素酶最适反应条件为温度50℃、pH为6.0,且具在30～60℃、pH为4.0～7.0范围均具有较高酶活。以上结果表明,本研究所得菌株B17具有较高的开发价值,可应用于农作物秸秆饲料的生产。     

黑曲霉和芽孢杆菌混合纤维素酶液的活性研究

对黑曲霉(Aspergillus niger)和芽孢杆菌(Bacillus Subtilis)混合纤维素酶液的活性进行了研究.结果表明,当黑曲霉和芽孢杆菌粗酶液的体积比为41时,酶活力最高,达273.4 μg/(mL·min);混合酶液最佳反应pH为7～8;最佳反应温度为60℃.Mn2 和Fe2 对混合酶液的活力有显著的激活作用,而Mg2 存在一定的抑制作用.     

Neurospora crassa产木聚糖酶发酵条件及酶学特性

从青藏高原土壤中筛选出一株产木聚糖酶较高的菌株Neurospora crassa SD10。通过单因素试验和正交试验对菌株进行发酵条件优化和酶学性质探究。结果表明,菌株SD10最佳发酵条件为:麸皮30 g/L、蛋白胨20 g/L、Mn2+0.5 g/L、培养温度33℃、转速230 r/min、接种量2%、初始pH值8.0、发酵时间84 h。菌株产木聚糖酶的最适反应温度为50℃,最适反应p H值为6.0,在40～50℃和pH值4.0～8.0时有较好的稳定性,能保持80%以上酶活力,Fe2+、Zn2+、K+对酶活力有促进作用,Na+、Mg2+、Ca2+、Mn2+、Cu2+对酶活力有抑制作用。Neurospora crassa SD10优化后产木聚糖酶活力达9.4 U/mL,所产木聚糖酶具有良好的pH值稳定性。     

绵羊瘤胃微生物CMCase酶促反应最适条件研究

试验系统地测定了绵羊瘤胃微生物细胞内和细胞外羧甲基纤维素酶(CMCase)酶促反应的最佳条件,包括最适pH值、底物用量、酶量、反应时间和反应温度。结果发现:当pH值介于4.5～6.0之间时,CMCase活力无显著差异,其中胞外CMCase在pH值为5.5时活力最高,胞内CMCase在pH值为5.0时活力最高;随着底物用量的增加,酶活力极显著增加(P<0.01),并在10mg时达到最大值;酶量在0.25ml时,胞内CMCase活力达到最大值,而胞外CMCase则在0.5ml时最高;随着反应时间的延长,CMCase活力均逐渐下降,无论是胞外还是胞内CMCase,反应10min时即达到最高活力,且在胞外同其它组比较差异极显著(P<0.01),在胞内显著高于反应30～60min时的活力;胞内和胞外CMCase活力均在45℃时最高。     

正交结合熵权TOPSIS法优化酶解棕榈粕的条件

为改善棕榈粕的营养价值，本试验利用正交结合熵权TOPSIS法对甘露聚糖酶、酸性蛋白酶和纤维素酶组成的复合酶水解棕榈粕的条件进行了优化。以棕榈粕为原料，还原糖、三氯乙酸可溶蛋白含量为指标，筛选了复合酶的组成和各酶的最适浓度；采用单因素试验获得料水比、复合酶酶解时间、酶解pH值以及酶解温度的最适条件；在单因素试验基础上，利用正交试验结合熵权TOPSIS方法获得最佳酶解条件。结果：复合酶组成和含量分别为酸性蛋白酶250 U/g、甘露聚糖酶45 U/g、纤维素酶160 U/g;各因素最适条件为料水比1∶3、酶解时间24 h、pH值4.8、温度37℃;最佳酶解条件为料水比1∶2、酶解时间24 h、pH值4.8、温度42℃。结论：复合酶在料水比1∶2、时间24 h、pH值4.8、温度42℃条件下水解棕榈粕，反应后还原糖含量达到65.29 mg/g,酸溶蛋白含量达到3.86%,粗纤维降解至8.58%。     

饲用细菌纤维素酶的发酵条件优化与性质研究

对从四川卧龙中国保护大熊猫研究中心提供的野外放归大熊猫“祥祥”的粪样中分离到的产纤维素酶菌株JF-1116进行摇瓶产酶培养。试验结果表明,以0.5%羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为碳源,1%蛋白胨为氮源,3%麸皮为添加物,在28℃,20%装液量,摇床振荡培养24h后,其发酵液滤纸酶活(FPA)可达111.5U/mL。通过对其粗酶液的性质进行测定,该菌所产纤维素酶粗酶液中的FPA、CMCase和β-葡萄糖苷酶的最适产酶温度分别为50、50、55℃。其中CMCase在pH值4.2～5.4酶活较高,其最适反应pH值为4.8,经50℃处理1h后,可保持原活力的93.5%。     

黑曲霉液体发酵产植酸酶条件的研究

试验以黑曲霉(Aspergillusniger)30132为材料,研究了碳源、氮源、培养基、起始pH值、接种量、温度对该菌株产植酸酶活力的影响。结果表明:黑曲霉30132的最适发酵温度为28℃,产酶pH值为5,最佳接种量为10%;在此条件下,以8%麸皮为碳源、0.5%硫酸铵为氮源时,产酶活力最高,发酵3d后发酵液中植酸酶活力高达35.5U/ml。     

桑树原生质体分离条件的优化试验

为了分离获取高产量、高活力的桑树原生质体,分别以桑树的组培苗细切叶片、胚性悬浮培养细胞、粗切愈伤组织和细切愈伤组织等为材料,采用正交试验和单因素试验的方法对桑树原生质体酶解分离条件中的分离酶液组合、渗透压调节剂、酶解温度、酶解时间等因素进行优化。最佳分离酶液组合为100 U/mL纤维素酶R-10+150 U/mL果胶酶Y-23+6 U/mL离析酶R-10+细胞-原生质体洗液(1 480 mg/L CaCl2.2H2O,27.2 mg/L KH2PO4),以0.6 mol/L甘露醇为渗透压调节剂,在28℃酶解温度条件下酶解6 h,用桑树胚性悬浮培养细胞作分离材料可获得7.8×106个/g的原生质体产量,且原生质体活力达91.4%。研究结果显示,选择合适的分离材料以及酶解分离条件是高效获取高活力桑树原生质体的关键。     

一株高产内切纤维素酶贝莱斯芽孢杆菌的产酶条件优化及酶学性质分析

试验旨在对一株杜仲树皮内生菌贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)的内切纤维素酶(CMCase)进行产酶条件优化及酶学性质分析,为探究贝莱斯芽孢杆菌CMCase的相关特性提供参考依据。采用单因子试验设计,分别优化pH、接种量、温度、时间、碳源和氮源等发酵条件,并探讨温度、pH、底物专一性、金属离子及表面活性剂对CMCase的影响。结果表明,以玉米秸秆为碳源(30 g/L)、豆粕为氮源(30 g/L)、3%接菌量、pH 7.0的条件下37℃培养48 h,贝莱斯芽孢杆菌157的CMCase最高可达(5.14±0.18) U/mL。经CMCase酶学性质分析发现,贝莱斯芽孢杆菌157的最适酶反应温度为60℃,最适pH为5.0;温度稳定性试验发现,在40和50℃时,相对剩余酶活力均高于80%,随着温度的升高,酶活力逐渐降低,当温度高于55℃,相对剩余酶活力约为50%;pH稳定性试验发现,在pH 5.0～10.0之间耐受性良好,相对剩余酶活力均高于90%,随作用时间的延长,相对剩余酶活力变化不大。贝莱斯芽孢杆菌157 CMCase属于典型内切型纤维素酶。Na^+、Mg²⁺、Ca²⁺可促进贝莱斯芽孢杆菌157 CMCase酶活力,而Co²⁺、Hg²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺和SDS抑制CMCase酶活力;表面活性剂Tween-80、Tween-20、Triton X-100对贝莱斯芽孢杆菌157 CMCase无影响。本试验通过对贝莱斯芽孢杆菌157进行产酶条件优化及CMCase酶学性质分析发现,贝莱斯芽孢杆菌157 CMCase具有产酶量高,耐受pH范围广的特点,在饲料添加剂、洗涤剂和造纸领域中具有一定的应用价值。     

产纤维素酶地衣芽孢杆菌的诱变选育及其产酶条件优化

为提高产纤维素酶地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheniformis)的产酶能力,本试验以前期分离的产纤维素酶地衣芽孢杆菌LY02作为出发菌株,通过紫外线对该菌株进行了诱变选育,筛选高产纤维素酶的突变株,并分别对其接种量、培养温度、培养时间、培养基初始pH和金属离子等产酶条件进行了优化。结果显示,经诱变选育后突变菌株的纤维素酶活力较出发菌株提高了34.31%。其最佳产酶培养条件为:接种量1.5%,培养温度37℃,培养时间24 h,培养基初始pH 5.0,K⁺和Ba²⁺对纤维素酶的产生有激活作用。本研究为进一步将高产纤维素酶的突变株开发为生产菌株提供了基础条件。