产维素酶菌株SB-4的理化特性及产酶条件优化

以纤维素酶产生菌SB-4为实验材料,通过对其菌落形态和菌丝及孢子显微镜观察,结合培养特征和生理生化分析,探究其理化特性及产酶最优条件。结果表明:SB-4菌株能缓慢胨化牛奶、水解淀粉、产生硫化氢和黑色素,革兰氏染色为阳性,初步鉴定其为放线菌节杆菌属。通过对发酵条件的优化,确定SB-4产酶发酵最适单一氮源为酵母膏,最适单一碳源为羧甲基纤维素钠碳源,装液量为200 m L/500 m L,发酵时间为72 h,在此条件下SB-4菌株的内切葡聚糖酶(CMC)、滤纸酶(FPA)和β-葡萄糖苷酶(Cx)酶活性分别为47.09 U/m L、41.81 U/m L和28.62 U/m L。     

混菌固态发酵生产纤维素酶的研究

采用固态发酵试验,以羧甲基纤维素酶(CMC)酶活力和滤纸酶(FPA)酶活力为指标,筛选组建二元混菌体系;并通过正交试验,对混菌体系纤维素酶固态发酵条件进行了研究。结果表明,二元混菌体系黑曲霉和绿色木霉混合发酵时纤维素酶活力较单菌发酵大幅度提高,最佳产酶条件:颗粒度为0.246,底物配比为1∶4,培养基起始pH为5,混合菌种配比为1∶1,FPA酶产酶高峰出现在5d,CMC酶产酶高峰在7d,较单菌绿色木霉发酵分别提高了48.9%和43.4%。     

艾比湖湿地土壤纤维素降解菌筛选及酶活测定

筛选了采自新疆艾比湖湿地的土壤中的纤维素降解菌,并测定了其中具有较高降解效率的8株菌的纤维素酶活。结果表明:经过初筛分离纯化后,共得到纤维素降解菌74株菌,属26个种,筛到的厚壁菌门Firmicutes芽孢杆菌属Bacillus细菌最多,有14个种,菌株13C12(Bacillus aquimaris)的纤维素酶活最高,滤纸酶(FPase)活为21.4U/mL,内切葡聚糖酶酶活达37.4U/mL,外切葡聚糖酶(Avicelase)为19.2U/mL,β-葡萄糖苷酶酶活为24.6U/mL,Bacillus aquimaris可尝试作为工业产酶菌株进行后续试验。     

变风补料对里氏木霉产纤维素酶的影响

为应对资源短缺及环境问题,生物质作为可再生生物资源越来越受到关注。纤维素酶催化纤维素水解为葡萄糖是生物转化的关键环节。为提高纤维素酶的生产能力,在分批补料产酶过程中改变各阶段通风量,控制发酵液溶氧量,促进菌丝体的生长及酶的合成。以微晶纤维素为碳源,里氏木霉(Trichoderma reesei)Rut C30为产酶菌株,分批补料生产纤维素酶,摇瓶滤纸酶活达到14.5 U/m L。在3 L的发酵罐中,恒定通风量,分批补料生产纤维素酶,酶活第10天达到13.7 U/m L。对纤维素酶生产各阶段的通风量进行调整和优化,当通风量第1天为20 L/(L·h)、第2~3天为30 L/(L·h)、第4天及以后为25 L/(L·h)时,发酵液溶氧水平得到明显改善,稳定在15%~30%,菌丝体浓度稳定,滤纸酶活达到18.3 U/m L,纤维素酶产率为93.5 U/(L·h),纤维素酶得率为481.6 U/g微晶纤维素。纤维素酶活提高了33.6%,周期缩短2 d。缩短补料周期至8 h,滤纸酶活达到18.5U/m L,提高35%。通过控制通风量,提高纤维素酶产率,降低纤维素酶的生产成本,促进工业化酶制备。     

木质纤维同步糖化共发酵产燃料乙醇过程优化

经蒸汽爆破预处理的杨木为原料进行同步糖化共发酵(SSCF)法产乙醇。使用里氏木霉Rut C-30产纤维素酶,滤纸酶活(FPA)与纤维素酶产酶速率最大值分别为6.283 IU/mL、0.035 IU/mg.h。同步糖化共发酵中,重组大肠杆菌(KO11)与酿酒酵母的混合发酵乙醇产量高于单菌种发酵。乙醇含量随残糖量的降低而逐渐升高。底物浓度为5%和10%时,乙醇含量最高值分别为8.97 g/L和13.98 g/L,乙醇得率分别为53.8%和41.9%。     

里氏木霉与黑曲霉混合发酵产纤维素酶的研究

研究了利用里氏木霉和黑曲霉混合培养的形式产纤维素酶,以两个菌种的不同接种比和延迟黑曲霉的接种时间来寻找两个菌种发挥最大协同作用的结合点.以农林废弃物之一的玉米秸秆为底物,经过蒸汽爆破预处理后,用作产酶碳源.以里氏木霉单一培养与黑曲霉单一培养为参照进行对比研究.结果表明,黑曲霉接种较里氏木霉延迟48h,里氏木霉与黑曲霉接种量比为5: 1时,滤纸酶活最高,达3.295IU/mL,高于里氏木霉单一培养(2.480IU/mL),β - 葡萄糖苷酶活达1.010IU/mL,也远远高于里氏木霉单一培养(0.243IU/mL).本实验充分证明里氏木霉与黑曲霉混合培养产酶是可行的,并优于单一菌种培养.     

β-葡萄糖苷酶的制备及在纤维素辅助水解上的应用研究

研究了固体发酵法制备β-葡萄糖苷酶及其在纤维素水解上的应用.黑曲霉NL02以玉米芯和麸皮为碳源固体发酵制备β-葡萄糖苷酶,培养5d,酶活力达到225.43IU/g(以干曲计).粗β-葡萄糖苷酶酶液经硫酸铵沉淀、离子交换层析、凝胶过滤层析纯化,获得单一β-葡萄糖苷酶组分,酶活回收率和比活力分别为69.34%和133.88IU/mg.底物质量浓度为100g/L的稀硫酸预处理玉米秸秆,经酶用量为20FPIU/g(以纤维素计)的里氏木霉纤维素酶和4IU/g(以纤维素计)的β-葡萄糖苷酶水解48h,水解糖液中纤维二糖和葡萄糖质量浓度分别为1.12和42.68g/L,纤维素水解得率和可发酵性糖的比例分别为62.85%和97.44%.     

里氏木霉Rut—30产纤维素酶发酵条件的优化

采用单因素试验、正交试验设计对产纤维素酶的里氏木霉RutC—30菌株进行了液体摇瓶发酵条件优化实验。结果表明,在pH为4.8、每50 mL发酵液接种2.5 mL菌种时,里氏木霉RutC—30菌株产酶发酵最优培养条件是:工业纤维素30 g/L、(NH4)2SO412 g/L、Mandels营养盐浓缩液125 mL/L。在此条件下,发酵产生的纤维素酶滤纸酶活达到4.845 U.m L-1,相对于微晶纤维素碳源提高了49.6%。同时,在本实验中还发现里氏木霉RutC—30菌株的生长与产酶存在着偶联性。通过优化实验,里氏木霉RutC—30菌株达到了比较高的产纤维素酶能力,为纤维素酶进一步工业化生产奠定了一定基础。     

银杏叶生产饲料复合酶的固态发酵条件及产物分析

研究了以银杏叶为原料,黑曲霉为菌种生产饲料复合酶的固态发酵条件,分析了发酵产物中主要营养成分和活性成分的变化.结果表明,适宜的工艺参数为:浅盘发酵的料层厚度 4 cm,初始含水率为64.3 %,培养基初始pH值5.0,接种量 2.5 %,培养温度28～30 ℃.银杏叶通过生物转化后营养丰富,生物活性增强.其中,粗蛋白、总氨基酸、必需氨基酸分别提高106.09 %、69.26 % 和 79.17 %;总黄酮提取率提高 5.77 %;纤维素酶和半纤维素酶的活力分别达到11.83和 122.17 U/g.同时,产品中还富含高活力的风味酶(β-葡萄糖苷酶),其活力为 36.11 U/g,该酶使产品的生物活性及香味得到了明显的改善.     

几株半知菌对马尾松落叶的分解——木质纤维素酶的活性动力学

应用固体发酵方法,研究Alternaria sp., Penicillium sp., Cephalosporium sp., Tricherderma sp., Pestalotiopsis sp.和Aspergillus fumigatus 6种土壤半知菌降解马尾松凋落叶片过程中产生的漆酶(Laccase)、木质素过氧化物酶 (LiP)、锰过氧化物酶 (MnP)、羧甲基纤维素酶 (CMCase) 和滤纸糖酶 (FPA)的动力学曲线,以及各种酶活性与底物降解的关系.结果表明:Pestalotiopsis sp. 能够产生相对较高的漆酶活性和引起底物的总有机物质(TOM)质量损失最大;Alternaria sp. 产生的MnP酶活性最高;Pestalotiopsis sp. 产生的CMCase和FPA酶活性也为最高.试验中6种菌前期的降解速率依赖于CMCase 和 FPA酶活性的高低,后期则由木质素酶和纤维素酶协同作用来决定.依据6种菌的酶生产动力学曲线、TOM 质量损失和降解速率,可将其划分为2种功能类型:功能群Ⅰ为纤维素分解菌,包括Alternaria sp., Penicillium sp., Cephalosporium sp.和Tricherderma sp. 4种;功能群Ⅱ为木质纤维素分解菌,包括 Pestalotiopsis sp.和Aspergillus fumigatus 2种.试验中也发现:Pestalotiopsis sp.产生漆酶的活性较高,同时是一株比较有效降解木质纤维素底物的菌种.