棉秸秆纤维素降解菌系构建及固体发酵条件优化

【目的】构建棉秸秆降解菌系及其固体发酵条件优化。【方法】根据羧甲基纤维素酶活(CMC)和滤纸酶活(FPA)筛选纤维素降解能力强的菌株,与调节发酵品质的菌株配比,采用响应面法评价初始含水量、接种量、发酵天数及其交互作用对棉秸秆纤维素降解率的影响。【结果】得到24株纤维素降解菌,其中一株透明圈直径与菌落直径的比例最大值 6.20,FPA酶活力9.699 U/h,CMC酶活力10.435 U/h,通过鉴定为枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis),与产朊假丝酵母(Candida utilis)、植物乳杆菌(lactobacillus plantarum)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)构建复合菌系按1∶1∶2∶1进行发酵,对模型进行方差分析,方程回归显著(P<0.000 1),接种量15.0%,发酵时间35.0 d,水分80.0%时,纤维素降解率达35.91%,接种量对纤维素降解率影响最大。【结论】构建了棉秸秆纤维素降解菌系,确定了固体发酵最佳条件,为棉秸秆饲料化提供了实验及理论依据。     

高效降解棉酚菌株的筛选及脱毒条件的研究

[目的]选育降解棉酚菌株,组建复合菌系,优化固体发酵条件.[方法]从实验室已有菌株、动物新鲜粪便和土壤中筛选降解棉酚菌株,确定共生菌株混合配比,采用响应面法评价水分、接种量、发酵天数及其交互作用对棉酚降解率的影响,在此基础上,对主要影响因素进行回归分析.[结果]选育出10株符合《饲料添加剂品种目录(2013)》中规定的降解棉酚菌株,确定共生菌株最优配比为QC-3:QC-5:QC-9:QC-10按1:2:1:1,最优的固体发酵培养条件为水分68.8;、接种量12.8;、发酵天数42.5 d,在此条件下脱毒率可达到91.4;.[结论]确定了混合菌发酵棉秸秆脱毒的最佳条件,为混合菌棉秸秆固体发酵降低游离棉酚含量的研究提供了相应的工艺参数和理论依据.     

降解棉秆纤维素分解菌的筛选及其降解特性研究

从土壤中筛选到两株能降解棉秆的纤维素分解菌M59、F115,通过构建酶活曲线确定了发酵周期,并进一步检测了不同氮源、不同浓度对菌株降解棉秆酶活的影响。结果表明,M59和F115均能有效降解纤维素,在刚果红纤维素平板上形成的水解圈直径〉0.5cm,降解滤纸的CMC酶活〉7.8 U.ml-1,FPA酶活〉3.9 U.ml-1;两菌株均能降解棉秆且维持较高的酶活（CMC酶活〉7.0 U.ml-1,FPA酶活〉2.5 U.ml-1）,发酵周期均确定为10d;氮源及其浓度对两菌株降解棉秆的CMC酶活和FPA酶活影响显著,以0.5%的酵母粉、蛋白胨作氮源,菌株M59的CMC酶活和FPA酶活、F115的CMC酶活均最高,可确定0.5%酵母粉、蛋白胨为两株纤维素分解菌较适宜的氮源。     

中药渣固体发酵亮菌产漆酶研究

[目的]研究中药渣固体发酵亮菌产漆酶及其发酵条件,以充分利用中药渣。[方法]在单因子试验基础上,用正交试验法对中药渣固体发酵亮菌的培养基和培养条件进行优化筛选。[结果]在供试的6种药渣培养基中以白芍药渣为碳源时产漆酶量最佳,其最适培养条件为葡萄糖0.6%,白芍麸皮比3∶7,温度25℃,含水量65%,接种量11%。[结论]供试6种中药渣固体发酵亮菌均可产漆酶,培养条件优化后,亮菌漆酶酶活力较初始培养基提高了19倍。     

秸秆降解菌制剂的研究初报

以 5 2个霉菌菌株产生纤维素酶和半纤维素酶能力高低作为评价指标 ,经初筛、复筛和降解配方筛选 ,得到了比较好的秸秆降解菌制剂配方M1M15M19,其纤维素酶和半纤维素酶酶活性分别达到 390 8μmol·min-1·g-1和 2 875 μmol·min-1·g-1.通过模拟大田试验进行了验证     

海鲈混菌发酵工艺优化及其品质分析

为改善发酵海鲈(Lateolabrax japonicas)的风味和口感,以植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)和戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)作为外加复合菌株发酵剂,以感官综合评分为评价指标,采用单因素试验与响应面法对海鲈混菌发酵工艺条件进行优化,并进一步探究了接菌发酵对海鲈品质的影响。结果表明：海鲈的最优发酵条件为戊糖片球菌与植物乳杆菌体积比为2∶1、接种菌量为1.0%、发酵时间为30 h和发酵盐添加量为3%;在此工艺条件下,与自然发酵海鲈相比,接菌发酵海鲈的a^*值由-1.89增加至-0.94,b^*值由1.71下降至1.48,发酵海鲈色泽得到改善;硬度、咀嚼性和胶着性分别由40.17 g、0.44 mJ、33.27 g增加至223.33 g、3.29 mJ、219.30 g,发酵海鲈质地得到明显改善;接菌发酵海鲈的总酸和氨基态氮含量分别提升了23.13%和40.07%。研究表明,混菌发酵有利于提升海鲈的品质和口感。     

亮菌固体发酵产漆酶条件的优化研究

研究了亮菌(Armillariella tabescens)固体发酵生产漆酶的工艺条件,发现麸皮和黄豆粉分别为固态发酵产漆酶的适宜碳源氮源,麸皮和黄豆粉的最佳比例为7∶3;培养基的湿度为70%,pH值为6.0;接种量为8%,培养温度为25℃。Cu2+、K+等能够促进漆酶合成,Ag+对漆酶具有抑制作用;含苯环物质对漆酶合成具有诱导作用,愈创木酚和赤霉素对漆酶的诱导作用均达到2倍以上。     

混菌固态发酵玉米秸秆提高基质粗蛋白含量的优化培养及相关酶系活性的研究

[目的]研究平菇和酵母菌混菌固态发酵玉米秸秆提高基质粗蛋白含量的优化培养条件,并探讨基质粗蛋白含量与相关酶系活性的关系。[方法]以酵母种类(酿酒酵母、热带假丝酵母和产朊假丝酵母)、酵母接种量和酵母接种时间为因素设计正交试验,研究了平菇和酵母菌混菌发酵玉米秸秆提高基质粗蛋白含量的优化培养条件,同时研究了各培养条件组合下木质素酶系、滤纸酶和羧甲基纤维素酶的活性,探讨了基质粗蛋白含量与相关酶系活性的关系。[结果]正交试验结果表明在A3B2C1组合培养条件下发酵基质粗蛋白含量最高,达13.36%;在此发酵条件下,培养的第5～15天漆酶和锰过氧化物酶的活性也最高,而各组合培养条件下基质滤纸酶和羧甲纤维素酶的活性则无规律可循。[结论]混菌固态发酵玉米秸秆基质粗蛋白含量的优化培养条件为:在接种平菇的同时接种10%的产朊假丝酵母液体菌种。木质素酶系的活性与发酵基质的粗蛋白含量可能呈正相关关系。     

纤维素分解菌协同作用研究

[目的]研究纤维素分解菌木霉、青霉、黑曲霉3种菌株之间的协同作用。[方法]将木霉、青霉、黑曲霉进行纯种发酵,添加纯种发酵粗酶液后测定CMC酶相对酶活力,采用混菌发酵观察滤纸分解度,测定CMC酶活力。[结果]混菌发酵的纤维素酶活明显高于纯种发酵的酶活力。[结论]青霉、木霉、黑曲霉3种菌株之间存在两两协同关系。     

秸秆降解菌固态发酵酶活性的研究

通过对纤维素降解菌的酶活进行综合测定及对其秸秆降解率的测定,对实验室现有的7个绿色木霉菌株进行筛选,得到2株具有高效纤维素降解能力的菌株,分别为化L4C、BS.化L4C的FPA、C1、Cx、CB酶活分别为714.941 7、647.747 3、2440.601、1 171.007 U/mL,BS的FPA、C1、Cx 、CB酶活分别为608.912 7、299.087 7、2 214.773、1 069.109 U/mL.在最优培养基配比稻草∶麸皮=7∶3,氮源为硫酸铵、尿素,碳源为碳酸钙,自然pH值,28°条件下培养,BS对秸秆中半纤维素、纤维素、木质素的降解率分别达19.74％、37.55％、22.58％;化L4C对秸秆中半纤维素、纤维素、木质素的降解率分别达23.90％、33.85％、19.16％.     

不同连作年限棉田土壤微生物和酶的特征

[目的]测定不同连作年限土壤微生物主要类群及其数量变化以及土壤酶的活性.[方法]以新疆高产棉花连作5、10、15和20年的土壤为研究对象,测定土壤微生物数量和酶活性.[结果]棉花不同连作年限对土壤微生物环境产生了显著的影响.土壤中三大类微生物总数随着连作年限的增长呈下降趋势,细菌数量变化有极显著差异,真菌和放线菌变化无显著差异,棉田土壤B/F呈下降的趋势.[结论]对不同连作年限棉田土壤的脲酶、磷酸酶、蔗糖酶进行测定,结果脲酶、蔗糖酶的变化趋势一致,均随着连作年限的增加呈增强的趋势,磷酸酶活性随连作年限的增加先呈下降趋势,再随连作年限增加呈上升趋势.     

棉秆腐熟过程中相关指标及可培养微生物数量的变化

【目的】 研究不同添加物配方对棉秸秆腐熟过程中相关指标和微生物数量的变化。【方法】 以棉秸秆为原料,设置不同的添加物配方,进行棉秸秆堆肥腐熟发酵。对其发酵相关指标(温度、pH、电导率、速效氮、磷、钾浓度)及主要微生物变化进行测定分析。【结果】 3种处理的温度、pH、电导率、速效氮磷钾的变化趋势基本相同,但相对含量不同,不同处理下的微生物数量也均不同。【结论】 处理3(基础配方+磷酸二氢钾2%)堆肥发酵效果最优,pH值为8.59~8.89,EC值为4 ms/cm左右,更适宜堆肥发酵。     

间作对棉花产量、土壤微生物数量及酶活性的影响

为探讨红壤旱地上以棉花为主体的间作系统的优势机理,采取随机区组大田试验,共设置5个处理,分别为:棉花单作(CK)、棉花间作花生、棉花间作玉米、棉花间作甘薯、棉花间作大豆,研究了间作对棉花产量、土壤微生物数量及酶活性的影响。结果表明:与单作种植相比,棉花间作可显著提高棉花皮棉产量,2015～2016年年均增产22.0%～45.4%;棉花间作可增加土壤细菌、真菌、放线菌和固氮菌数量,增幅分别为25.0%～150.0%、57.1%～100.0%、22.2%～44.4%和85.7%～150.0%;还可以显著增加土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性,增幅分别为23.3%～53.3%、5.4%～32.4%和30.0%～90.0%。棉花产量除与土壤细菌数量呈极显著相关外,与土壤中其他微生物数量和酶活性之间均呈显著相关。     

间作对棉花产量、土壤微生物数量及酶活性的影响

为探讨红壤旱地上以棉花为主体的间作系统的优势机理,采取随机区组大田试验,共设置5个处理,分别为:棉花单作(CK)、棉花间作花生、棉花间作玉米、棉花间作甘薯、棉花间作大豆,研究了间作对棉花产量、土壤微生物数量及酶活性的影响.结果表明:与单作种植相比,棉花间作可显著提高棉花皮棉产量,2015～2016年年均增产22.0％～...     

3种方法计算棉秆纤维素结晶度的比较分析

分别采用高度法、切线法和分峰法对X射线衍射图谱进行分析,计算棉秆韧皮部和木质部纤维素的结晶度,并对结果和误差来源进行了比较分析.结果表明:切线法得出的结晶度最高,其次为高度法,最低的为分峰法.高度法中峰重叠发生在18.附近,使得结晶度值偏高.分峰法增加了非晶区的对整个峰形加宽的贡献,所得结果最低.切线法增加了非晶区所占的比例,导致结果更大.     

棉秆热解特性的分析

对棉秆进行热重分析和不经粉碎直接热解炭化试验研究。结果表明,棉秆样品在200~450℃内失重迅速。棉秆不经粉碎直接热解炭化后,所得三相产物在500℃时,生成秸秆液和秸秆炭的比例最高,而生成秸秆气的比例最低;在400℃时,秸秆炭中的含碳量最高。在棉秆热解过程中,随着反应温度增加,热解固体产物质量不断减少,但是固体产物中固定碳不断增加;热解温度高于400℃后,随着反应温度的增加,固定碳开始下降。     

微生物产酶的不确定性因素确定化的一种方法

微生物产酶是一个具有不确定性的复杂过程．将数学上的关联分析思想应用于白腐菌的产酶过程，计算影响该菌产酶的四种因素的关联度．结果表明，其中含水率与白腐菌分泌木素过氧化物酶、锰过氧化物酶的关联度最大，分别达0．8310和0．7479，说明含水率是影响该菌产酶的最主要因素．此外，提出可建立GM（1，1）模型用于日产酶量的预测，为今后探索微生物产酶条件提供了方法参考．     

复合酶降解玉米秸秆工艺条件的研究

[目的]为了寻找玉米秸秆酶解的最佳工艺条件。[方法]采用5因素3水平的正交试验,利用复合酶进行玉米秸秆的酶解,研究降解玉米秸秆的最佳工艺条件,并利用扫描电镜观察秸秆在降解过程的形态结构变化。[结果]影响该复合酶降解玉米秸秆的因素为:pH值>底物浓度>反应时间>酶用量>反应温度。该复合酶降解玉米秸秆的最佳工艺条件为:酶用量0.20%,底物浓度5.0%,反应时间3.0 h,反应温度50℃,pH值5.0。此时,降解率最高(达27.6%)。电镜观察表明:玉米秸秆经酶解作用后表面蜡质结构被降解,内部的致密结构变得松散,出现空洞。[结论]该研究为玉米秸秆的生物利用提供了参考依据。     

玉米秸秆低温降解复合菌系的筛选

【目的】为加快北方高寒地区玉米秸秆降解速度,筛选低温条件下具有良好降解玉米秸秆的复合菌系。【方法】以富含纤维素的腐烂物为菌源,通过滤纸崩解初筛、酶活和秸秆降解率为指标复筛进行玉米秸秆降解菌系的筛选,并对其成分进行分析。【结果】从腐烂的树叶和高原锯末中筛选到两组玉米秸秆降解复合菌系1号和8号。1号和8号复合菌系在玉米秸秆培养基中,15℃培养15 d,玉米秸秆分解率分别达到30.21%和32.21%;1号复合菌系包含木霉和多种细菌,8号复合菌系含青霉和多种细菌;两组复合菌系优势细菌均为梭菌属和芽孢杆菌属菌种。【结论】筛选到的菌系在低温（15℃）实验室条件下能降解玉米秸秆,菌系主要组成是木霉、青霉、梭菌属（Clostridium sp.）、芽孢杆菌属（Bacillus sp.）和草螺菌属（Herbaspirillum sp.）的细菌。     

棉秆的解剖特性及化学成分研究

对棉秆的解剖特性和化学成分进行系统测定和分析,为棉秆在人造板工程中的利用提供参考。借助光学显微镜对棉秆的显微构造进行了详细的观察和分析,着重应用定量解剖学和显微图像分析技术,研究了棉秆的解剖特征。并参照国家标准对棉秆的化学成分进行了测定。研究结果表明,棉秆纤维形态较好,平均纤维长度为742.7μm,纤维长宽比为37.66,纤维比量为77.28%。棉秆木质部和棉秆皮部的化学组分有明显不同。与棉秆木质部相比,棉秆皮部的各种抽提物含量、综纤维素含量、灰分含量更大,聚戊糖的含量更低。