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.     

新鲜巨菌草对平菇胞外酶活性以及栽培料营养成分变化的影响

以新鲜巨菌草为栽培料,与巨菌草干草及木屑进行对比,制作平菇栽培种,测定平菇生长发育过程中几种胞外酶活性及栽培料营养成分含量的变化。结果显示:新鲜巨菌草与巨菌草干草为栽培料的平菇的羧甲基纤维素酶、半纤维素酶、滤纸酶、多酚氧化酶活力变化趋势基本相同,均随生育期延长逐渐降低,漆酶活性变化趋势为先升高后降低;木屑为栽培料的平菇,半纤维素酶、多酚氧化酶和漆酶活力随生育期延长先升高后下降,羧甲基纤维素酶活力逐渐降低,滤纸酶活力几乎无变化。新鲜巨菌草的多酚氧化酶活力较其他2种栽培料高。以巨菌草鲜草为栽培料时,平菇接种后的纤维素、半纤维素、木质素含量在不同生长时期均在下降;以巨菌草干草为栽培料时,平菇接种后干草的半纤维素含量在不同生长时期均在下降,纤维素、木质素的含量在菌糟时期有所上升;以木屑为栽培料时,平菇接种后到菌丝体满袋时期,纤维素、半纤维素、木质素含量上升,之后开始下降,木质素含量以较快速率下降。所有栽培料蛋白质含量的变化趋势均为先下降后上升,且菌糟时期的蛋白质含量都要比未接种时要高。研究表明,新鲜巨菌草对平菇的胞外酶活性及栽培料的营养成分有影响,且巨菌草栽培料在菌糟时期大大增加栽培料中的蛋白质含量,可以尝试将栽培后的菌糟当成饲料再次利用。     

杏鲍菇栽培周期木质素酶变化规律的研究

通过跟踪观察杏鲍菇栽培周期的还原性糖、可溶性蛋白、木质素酶等各项生理指标,初步了解其木质素酶的变化规律。结果表明:杏鲍菇具有分泌漆酶以及锰过氧化物酶的能力,但是不能分泌木质素过氧化物酶;初始培养料中还原性糖含量较高,在整个生长过程中呈现先下降后上升的趋势,峰值与子实体发育相对应;可溶性蛋白整体呈上升趋势;木质素酶在菌丝营养生长阶段活力较高,生殖生长阶段活力较低,菌丝对基质的降解具有一定的次序。     

油菜秸秆降解菌群的筛选及降解特性研究

[目的]筛选降解油菜秸秆的最优菌群,并研究其降解特性。[方法]通过刚果红平板法、苯胺兰平板法及纤维素酶、木质素酶产酶试验考察了6个菌群的油菜秸秆降解能力。[结果]腐烂秸秆土菌群生长最快,具有最大的生长量,木质素酶活性最高,纤维素酶活性达到了924 U/ml。腐烂秸秆土菌群固态发酵降解油菜秸秆14 d,对油菜秸秆、纤维素、木质素降解率为71%、82%、53%。前12 d对油菜秸秆、纤维素、木质素的降解量分别占各自总降解量的86.05%、93.35%、93.15%。[结论]腐烂秸秆土菌群为降解油菜秸秆最优菌群,并且在降解的前12 d为高效降解阶段。     

6种白腐真菌的产酶能力及对稻草的降解效果

比较了不同时间点6种白腐真菌在试管内降解稻草过程中纤维素酶、半纤维素酶、木质素过氧化物酶(LiP)、锰过氧化物酶(MnP)、漆酶(Lac)的活性及培养基的纤维素、木质素降解率.结果表明,发酵后5d和10 d黄孢原毛平革菌的纤维素酶和半纤维素酶活性达到高峰,分别为449.96 U/g和375.35 U/g;平菇的纤维素酶和半纤维素酶活性在5d和10d时分别为323.07 U/g和289.24U/g;红芝的LiP、MnP、Lac在发酵后4、8、10 d达到最高值,分别为85.64、12.32、1.85 U/L,黄孢原毛平革菌、秀珍3号、红芝的纤维素降解率达到42％、20％、20％左右,平菇、红芝、黄孢原毛平革菌的木质素降解率达到27％、28％、27％左右,说明平菇、红芝和黄孢原毛平革菌具有较好的降解纤维素和木质素的能力.     

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%。     

糙皮侧耳对培养料中木质纤维素的降解研究

对糙皮侧耳生长期间菌丝胞外酶的活性以及培养料中木质纤维素含量、单糖组成和分子量的变化进行了研究.结果表明:在糙皮侧耳生长过程中,培养料中的木质素、半纤维素和纤维素含量和分子量显著下降;漆酶和锰过氧化物酶的活性呈先增加后降低的趋势,峰值(分别为3.38和1.62 U/mL)出现在发菌末期;木聚糖酶和羧甲基纤维素酶的活性随...     

堆肥过程中纤维素酶活与纤维素降解相关研究

采用室内小型堆肥反应器堆肥,测定CMC酶活性和β-葡萄糖苷水解酶活性,测定堆肥物料中纤维素、半纤维素和木质素相对含量,利用高效液相法测定葡萄糖和纤维二糖。结果表明,堆肥过程中,堆体温度前3 d迅速上升至45℃,进入高温期,维持8 d后进入降温期,最后与环境温度变化一致;β-葡萄糖苷水解酶活性第4天达最大值(1.482μmol p-Nitr·g-1DW·min-1),并在降温腐熟期维持在0.429~0.533μmol p-Nitr·g-1DW·min-1范围内;CMC酶活性变化趋势与β-葡萄糖苷水解酶活性相似,并在第7天达最大值(47.67μg glucose·g-1DW·min-1);纤维素和半纤维素降解趋势相似,均在高温期降解明显;木质素相对含量总体变化较小,且在降温腐熟期小幅增加。结果显示,CMC酶活性与纤维素和半纤维素降解呈正相关。     

两种白腐菌降解油菜秸秆效果的研究

研究两种白腐菌N1和N2及三种固体培养料配方(1、2和3)对油菜秸秆纤维性物质(纤维素、半纤维素和木质素)降解率和粗蛋白水平的影响.结果表明,随着发酵时间的延长, N1和N2对油菜秸秆中纤维素、半纤维素及木质素的降解率和粗蛋白含量的提高均有增加的趋势;木质素降解效率N1前20d高于后20d,并一直保持较高水平,说明N1菌株有优先选择降解木质素特性,N1优于N2(P＜0.01);同一菌株,配方1均好于配方2和3(P＜0.01).     

玉米芯厌氧消化产气试验研究

以玉米芯为原料,采用常温批量沼气发酵工艺,对其产气量与原料降解率进行研究,并对发酵过程料液中纤维素、半纤维素、木质素进行了对比性分析。结果表明:其启动时间较长,原料难以直接厌氧消化,发酵过程主要以利用纤维素为主,半纤维素利用率较低,木质素则基本上不能利用。     

固定化载体对白腐菌Pleurotus eryngii-Co007产木质素降解酶的影响

以筛选得到的高产菌株Pleurotus eryngii-Co007为研究对象,考察4种不同吸附型固定化载体对其生长和产酶的影响.采用摇瓶发酵,以未添加载体接种发酵作对照,研究Pleurotus eryngii-Co007的生长代谢情况,测定发酵液中木质素降解酶的含量,并测定了固定化载体培养得到的Pleurotus eryngii-Co007菌丝体再利用产木质素降解酶的含量.结果表明,在发酵培养基中,添加固定化载体体系中的菌丝体生物量较对照组高,其中尼龙布效果最好,是对照组生物量的1.2倍.载体的添加能促进木质素降解酶的合成,在发酵培养基中,以尼龙布为载体所产生的木质素降解酶活性最高,达到190.67 U/mL,是对照组的1.9倍.在缓冲液体系中考察不同载体对菌丝体再利用产木质素降解酶的影响,结果表明,在缓冲液体系中Pleurotus eryngii-Co007产木质素降解酶要优于发酵培养基;除厨用无锈钢丝海绵外,其他吸附型载体的添加均较对照组提高了再利用菌丝体的产酶量并提前了产酶时间;菌丝体二次利用产生的木质素降解酶量远高于三次利用.在添加多孔陶粒载体的固定化体系中,菌丝体二次利用时产生的木质素降解酶活性达到最高,在第7天活性为306.41 U/mL,较对照组提高25％,且高峰期提前2d.表明,吸附型固定化培养利于Pleurotus eryngii-Co007的生长和木质素降解酶的合成.     

不同生长期香菇培养料中木质纤维素的变化特征

为探究不同生长期香菇培养料中木质纤维素的变化特征,促进其高效降解利用,以香菇培养料为研究对象,采用范式抽提法、X-射线衍射法、傅里叶变换红外光谱法和光学显微成像法对各生长期香菇培养料的木质纤维素含量、纤维素结晶度、木质纤维素相关的官能团和纤维形态变化进行分析。结果表明,随着香菇生长进程的推进,木质纤维素各组分含量显著下降,纤维素生殖生长阶段降解较多,半纤维素、木质素、综纤维素降解具有明显的阶段性,进入转色后降解速度加快。二茬菇时纤维素、半纤维素、木质素和综纤维素含量分别比原料降低了34.73%、61.58%、57.15%、42.33%。各生长期的香菇培养料均具有典型的纤维素X射线衍射特征,纤维素结晶区被破坏,典型衍射峰的结晶度持续减少。傅里叶变换红外光谱显示,木质纤维素的红外光谱特征官能团主要吸收峰的位置未发生改变,但振动强度减弱,与木质纤维素各组分的降解利用规律一致;特征峰比值I1723/I1510、I1383/I1510、I1157/I1510呈现不断减少趋势,而I897/I1510在转色和一茬菇呈增大趋势,表明香菇对木质纤维素各组分的降解程度不同,该生长期木质素相比纤维素有着更快...     

蚯蚓堆制处理对不同物料中4种酶活性的影响

旨在研究蚯蚓堆置处理作用对纤维素、半纤维素、木质素降解的影响.采用室内接种的方法,用不同C/N的玉米秸秆与纯牛粪混合物为物料饲养赤子爱胜蚓(Eisenia foetida),以成蚓与幼蚓总数和物料中纤维素酶、木聚糖酶、过氧化物酶和多酚氧化酶的酶活性为检测指标.结果表明,接种蚯蚓的试验组比未接种蚯蚓的对照组能显著增强物料中4种酶的活性;接种蚯蚓的物料C/N为25时,成蚓与幼蚓总数、纤维素酶、过氧化物酶和多酚氧化酶的酶活性较其他组高,3种酶活性随时间逐渐增强;C/N为30时,木聚糖酶活性较其他组高,并随时间逐渐减弱.蚯蚓能在堆制处理过程中加速纤维素、半纤维素和木质素的降解;当C/N=25时,蚯蚓繁殖较好,比较有利于纤维素、半纤维素、木质素降解.     

F_1菌株对玉米秸秆木质素和纤维素降解能力的研究

为了探讨F1菌株的产酶活性及其对玉米秸秆中木质素和纤维素的降解能力,以羧甲基纤维素钠为诱导物配制培养基Ⅰ,以不加羧甲基纤维素钠为对照配制培养基Ⅱ,分别接种F1菌株,在25℃下培养诱导产生纤维素降解酶Cx,用分光光度法测定不同时间所产生的酶活。将培养5 d的F1菌株以10%的接种量转接到玉米秸秆固体发酵培养基上培养,在5 d1、0 d、15 d2、0 d用差重法测定F1菌株对玉米秸秆中半纤维素、纤维素和木质素的降解能力。结果表明,以羧甲基纤维素钠为诱导物培养基,F1菌株能够产生Cx酶,而且在第5天时酶活性最强。F1菌株在玉米秸秆发酵培养基中的生长情况良好,培养前15 d,F1菌株对纤维素和木质素的降解都很快,之后对纤维素的降解速率明显降低甚至停止降解。培养20 d,对半纤维素、纤维素和木质素的累计降解速率为3.5%、10.5%、7.0%。     

木质素分解复合菌系LDC的分解特性与细菌组成多样性

利用细菌复合菌系LDC对木质纤维素进行生物处理,研究其分解及产酶特性、细菌组成多样性,为秸秆类木质纤维素资源的生物利用提供依据。用范氏纤维素测定方法测定复合菌系LDC在降解芦苇的过程中木质纤维素含量变化,同时检测分解过程中的发酵液的p H及酶活力变化趋势;运用高通量技术对LDC的16Sr DNA基因的V3-V4区进行测序,分析其细菌组成多样性。LDC具有较强的木质素、半纤维素分解能力,而很少分解纤维素;LDC能够分泌木质素降解酶,漆酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶的最大酶活分别为136.7、1 206.5、3 933.3 U·L-1。LDC秸秆周围的液态培养物(S1)及LDC处理后的秸秆表面(S2)两个样品的细菌组成没有差异、菌属组成丰度存在很大差异。S1中相对量最高的优势菌属为索氏菌属(Thauera,22.32%);S2中相对量最高的优势菌属为:假单胞菌属(Pseudomonas,26.99%)。LDC不分解纤维素且具有较高效的木质素分解能力,对研究木质素的生物降解具有非常重要的意义。     

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。     

瘤胃厌氧真菌和细菌对木质素含量不同底物的发酵特性

利用体外发酵法研究了瘤胃厌氧真菌和细菌对木质素含量不同底物(黑麦草叶、黑麦草茎、稻草秸、花生壳,木质素含量依次上升)的发酵特性.结果表明:瘤胃厌氧真菌体外发酵不同底物时的96 h累积产气量、底物干物质消失率和纤维素消失率差异均不显著,瘤胃细菌体外发酵时的干物质消失率和纤维素消失率均随底物木质素含量的上升而显著下降(P<0.05).此外,各真菌培养组96 h发酵液中,稻草秸组的木聚糖酶酶活力显著高于黑麦草叶和黑麦草茎(P<0.05),发酵相同底物时,真菌产生的木聚糖酶酶活力是羧甲基纤维素酶酶活力的23-65倍.各细菌培养组96 h发酵液中,黑麦草叶和黑麦草茎的木聚糖酶和羧甲基纤维素酶酶活力显著高于稻草秸(P<0.05).     

化学预处理对牧草酶解糖化发酵效果的影响

[目的]研究化学预处理对高丹草、沙打旺、御谷和紫花苜蓿酶解糖化发酵效果的影响,评价4种牧草的能源性。[方法]用不同质量分数的硫酸预处理牧草,测定处理前后纤维素、半纤维素和木质素的含量以及不同发酵时间后的葡萄糖浓度和乙醇浓度。[结果]预处理后,牧草的纤维素含量上升,半纤维素和木质素的含量下降。在柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液体系（pH=4．8）中,经1．0％（W／V）稀酸预处理后,4种牧草的乙醇提取浓度均最高。发酵过程中,葡萄糖浓度和乙醇浓度均先增加后降低,分别在发酵后24和48h达到高峰。[结论]预处理促进了紫花苜蓿、高丹草、御谷、沙打旺的酶解糖化发酵,4种牧草的能源性依次降低。     

高产漆酶菌株的筛选及其对秸秆降解初探

主要对21个隶属于担子菌门的菌株进行了漆酶活性的比较。通过平板培养进行初步筛选,液体发酵的方法进行复筛,培养15 d后得到高酶活的菌株(酶活达到300U/mL以上)3株,依次是一色齿毛菌(Cerrena unicolor);薄皮干酪菌(Tyromyces chioneus)和烟管菌(Bjerkandera adusta)。研究3种菌株对秸秆纤维素、半纤维素和木质素降解的能力,实验结果表明:B.adusta和T.chioneus是较好的秸秆木质素降解菌株,对木质素降解率依次为66.13%,61.92%。     

发酵工业滤渣栽培金针菇的应用

研究发酵工业滤渣栽培金针菇的可能性及金针菇栽培对基料中各有机大分子的降解状况.结果表明,以棉籽壳为主料,添加一定比例的发酵工业滤渣用于栽培金针菇可取得良好的栽培效果.当滤渣添加量为23％时产量最高,其生物转化率达到151.43％,金针菇产量与栽培基料中发酵滤渣添加量呈正相关.金针菇栽 培对基料中半纤维素和纤维素的降解率较高,而对木质素的降解率较低;基料中半纤维素的降解率与滤渣添加量呈正相关,而纤维素和木质素的降解率则呈负相关,蛋白质的降解率和滤渣添加量无明显的相关性.