芽孢杆菌复合菌剂降解玉米秸秆的性能研究

本研究以枯草芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌构建复合菌剂,使用玉米秸秆粉为试验材料,经15 d发酵降解后,采用3, 5-二硝基水杨酸试剂(DNS)法和失重法分别测定纤维素酶活和秸秆降解率,结果显示：复合菌剂的羧甲基纤维素酶活和滤纸酶活分别为113.522±5.528 U/ml和29.851±3.061 U/ml,秸秆降解率达到72.47%,与单菌株降解效果相比有显著提高,表现出良好的菌株协同作用。     

一株纤维素酶产生菌B.cereus JYMB2菌株的筛选鉴定

为寻找纤维素酶高产菌株,用于农作物秸秆、园林枯枝落叶及城市生活垃圾等的降解利用,本研究以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为唯一碳源,从重庆市缙云山林地腐殖质中分离纤维素降解菌,结合羧甲基纤维素钠水解圈法和胞外酶活测定法(DNS法)筛选获得1株纤维素酶高产菌株JYMB2.该菌株24h发酵上清液经DNS法检测纤维素酶活达到峰值,其CMC酶活为159.25U/mL,滤纸酶活(FPase)为152.13U/mL.菌种鉴定结果表明JYMB2菌株为革兰氏阳性芽孢杆菌,多个菌体串联成链状;过氧化氢酶、硝酸盐还原及V-P试验呈现阳性;能水解淀粉、液化明胶.基于16SrDNA序列的系统发育分析结果表明JYMB2菌株与登录号为KF010349的蜡状芽孢杆菌处于同一最小分枝,且与多株芽孢杆菌属菌株相似度达到98%以上.综合菌体及菌落形态特征、生理生化实验结果以及基于16SrDNA的系统发育分析,将JYMB2菌株鉴定为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus),命名为B.cereus JYMB2.     

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。     

固态发酵中2种微生物降解玉米秸秆效果的对比研究

为探究哈茨木霉(Trichoderma harzianum)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)这2种菌株在固态发酵条件下降解玉米秸秆的效果,通过25 d的室内发酵培养试验对固态发酵中添加哈茨木霉和枯草芽孢杆菌后玉米秸秆的有机碳、纤维素、木质素、纤维素酶活、木聚糖酶活以及β-葡萄糖苷酶活变化进行对比研究。结果表明:发酵第10~16 d时,哈茨木霉和枯草芽孢杆菌处理的玉米秸秆分解速率、纤维素酶活、木聚糖酶活和β-葡萄糖苷酶活均达到最高,发酵25 d后,2种微生物处理的玉米秸秆分别累积降解了21.79%和20.12%,说明两者的降解效果差异不大;与枯草芽孢杆菌处理相比,哈茨木霉处理的秸秆剩余量、有机碳含量、剩余秸秆有机碳总量分别降低了1.67%、0.26%和1.80%,秸秆纤维素降解率、秸秆木质素降解率、纤维素酶活、木聚糖酶活和β-葡萄糖苷酶活分别升高了6.99%、6.54%、0.7 FPU·m L~(-1)、0.04 IU·m L~(-1)和9.26 IU·m L~(-1),说明添加哈茨木霉和枯草芽孢杆菌均可以降解秸秆,但两者对玉米秸秆的降解效果差异不明显。     

酸酶双解稻草纸浆制备燃料乙醇的新工艺

研究酸酶双解稻草纸浆、发酵制备燃料乙醇的新工艺,考察时间、温度、底物浓度、催化剂用量等因素对酸解和酶解过程的影响。通过对酸酶解液及残渣成分分析,考察稻草纸浆降解产物中糖含量的变化趋势。结果表明,在170~180℃、液固比20 mL∶1 g、硫酸质量分数为2.4%、反应2 h酸解,还原糖得率为28.9%;在50℃、酶用量80 U/g、底物质量浓度0.01 g/mL、反应30 h酶解,还原糖得率为67.1%。酸酶解总还原糖得率62.6%;稻草纸浆降解液经发酵制得乙醇质量浓度为26.6 g/L,乙醇得率为49%,达到理论转化率的96%,转化率最高为0.28 g/g(乙醇/稻草纸浆)。     

鼠李糖脂二糖脂强化酶解木质纤维素

将经过纯化的鼠李糖脂二糖脂添加于纤维素酶酶水解试验中,以稻草、竹叶为底物,分析水解过程中纤维素酶酶活(以FPA计)及还原糖浓度的变化特征,探讨和分析鼠李糖脂二糖脂对稻草和竹叶中木质纤维素水解产还原糖能力、纤维素酶活的稳定性、发酵液表面张力和pH值的影响作用.结果表明,添加鼠李糖脂二糖脂对木质纤维素类底物酶水解过程中还原糖浓度的增加、酶活稳定性的提高有明显的促进作用,并且其促进作用随着表面活性剂添加量的适量增加而增强,当添加量为0.24%时,稻草和竹叶还原糖的产量分别提高了17.19%和27.68%.此外,水解反应结束后,加入鼠李糖脂二糖脂的水解液表面张力值显著降低,且随着添加量的增高而降低,当添加量为0.24%时,可分别降至63.4和60.8mN·m~(-1)左右,而pH值的变化微小.     

发酵床垫料中高效纤维素降解菌的分离与筛选

为获得高效纤维素降解菌,从发酵床垫料中分离出5 株能降解纤维素的微生物菌株,对5株菌进行了透明圈和纤维素酶活性测定。结果表明:5 株菌株均可在纤维素-刚果红平板上快速形成透明圈,其中菌株A3 产酶活性最强,在接种后72 h 达到125.47U·mL^-1。对其16SrDNA 序列进行分析,结合形态学观察和生理生化特征,将该菌鉴定为地衣芽孢杆菌 (Bacillus licheniformis) 。培养时间和温度对菌株的酶活力影响较大,各菌株的产酶最适温度为30~40℃。该芽孢杆菌分解纤维素能力强、适应能力高,在发酵床垫料堆肥中具有潜在的应用前景。     

红侧耳双核菌株降解稻草木质纤维素研究

【目的】深入研究红侧耳双核菌株降解稻草的过程,为开发利用富含木质纤维素的秸秆资源奠定基础。【方法】对BS02、BS09、BS15和BS17等4株红侧耳双核菌株降解稻草过程中,纤维素酶、MnP酶、LiP酶和漆酶的酶活及木质素与纤维素降解率、粗蛋白含量和稻草表面结构的变化等指标进行了测定与分析。【结果】4株红侧耳双核菌株酶活的变化与其对稻草木质纤维素的降解率之间具有一定的相关性,BS17的纤维素酶活、纤维素降解率和粗蛋白产率较高,BS09的MnP、LiP酶活和木质素降解率较高,BS15的漆酶酶活较高。利用扫描电子显微镜对降解稻草秸秆的表面结构进行观察,可看到该菌株主要降解稻草的薄壁细胞,使其发生严重皱缩。【结论】红侧耳在农作物秸秆的综合利用方面具有良好的应用前景。     

产纤维素酶芽孢杆菌的鉴定与酶活力比较

【目的】从 14 株细菌中筛选产纤维素酶菌株,为新型饲料添加剂的开发提供材料基础。 【方法】采用刚果红染色法从 14 株细菌中初步筛选出产纤维素酶菌株;对产纤维素酶菌株进行菌落形态观察 和 16S rDNA 基因序列同源性分析鉴定;使用刚果红染色法比较各菌株降解纤维素的能力,用 DNS 法检测各菌 株的纤维素酶活力。【结果】初步筛选出 7 株产纤维素酶菌株,经 16S rDNA 鉴定,其中 4 株为地衣芽孢杆菌、 3 株为枯草芽孢杆菌。刚果红染色法初步判定 7 株芽孢杆菌纤维素降解能力大小表现为 LW006>LW005>LW00 4>LW002>LW007>LW003>LW001,其中菌株 LW006（枯草芽孢杆菌）降解纤维素能力最强,其透明圈直径达 22.5 mm;经 DNS 法测定,7 株芽孢杆菌的纤维素酶活力大小表现为 LW006>LW005>LW004>LW007>LW003>LW 002>LW001,其中菌株 LW006 纤维素酶活力最高,酶活力为 1.22（±0.07）U/mL。【结论】菌株 LW006 是相对 高产纤维素酶的菌株,有望为新型饲料添加剂提供新的菌种资源。     

一株纤维素降解菌的分离、鉴定及发酵优化

纤维素降解菌在堆肥发酵中具有加快腐熟、提升堆肥品质的作用,其中抗逆性强的芽孢杆菌属具有一定的优势.从新鲜牛粪中筛选具有降解粪污能力的纤维素降解菌,通过羧甲基纤维素钠培养基与革兰氏碘液结合培养、滤纸摇瓶复筛,并进行形态学观察、生理生化分析、16S rDNA基因序列对比鉴定,获得一株纤维素降解菌CK41,经NCBI提交序列BLAST比对后,鉴定为内生芽孢杆菌(Bacillus endophticus)(登录号:MT023630).研究结果显示,利用单因素试验和响应面优化产酶条件试验,在温度为37℃,时间为72 h,pH为7.0,接种量为4％(V/V)时,获得羧甲基纤维素酶活量3.14U.mL-1,较优化前提高了 149.5％.结果表明,温度、时间和pH对于羧甲基纤维素酶活力是重要影响因素,接种量影响程度较小.菌株CK41具有较强的纤维素酶生产能力,在堆肥发酵中具有一定的潜力.     

灰绿青霉固态发酵秸秆产纤维素酶的研究

以麦秆和麸皮为主要原料,通过正交试验和单因素试验对灰绿青霉固态发酵秸秆产纤维素酶的最适培养基配方和最佳产酶条件进行了优化,比较了发酵前后小麦秸秆的纤维素含量.结果表明,最佳培养基:氮源为(NH4)3PO4,pH4.5,含水量为200%,麦秆∶麸皮为3∶2;最佳产酶条件:培养时间为72 h、温度为40℃、初始pH5.0、含氮量为0.6%、接种量为20%、半密闭培养.经最佳条件发酵处理,发酵前后小麦秸秆的纤维素有不同程度的变化,其中NDF、ADF、纤维素含量和半纤维素含量分别下降4.29%3、.89%4、.66%和5.82%,木质素含量无明显变化.     

木霉菌和白腐菌对水稻秸秆降解的影响

通过差重法进行定量测定,研究了康宁木霉和白腐菌株黄孢原毛平革菌对水稻秸秆降解的影响及其降解规律。结果表明:秸秆发酵过程中纤维素、半纤维素、本质素在前28 d降解的很快,之后降解减缓。木霉菌和白腐菌配合使用降解效果最好,在70 d内纤维素被降解38.18%,半纤维素被降解53.99%,木质素被降解33.91%。     

高效纤维素分解菌复合系的筛选构建及其对秸秆的分解特性

选以高温期的堆肥样品为材料,经过多代淘汰及不同系之间的组配,最终筛选构建了一组木质纤维素分解菌复合系,在分别以滤纸、脱脂棉、稻秸和锯末为碳源时,该复合系对天然纤维素含量高的滤纸和脱脂棉分解活性强,对纤维素含量较低、木质素含量相对高的锯末分解率最低。对稻秸的分解试验结果表明,该复合菌系在发酵初期对可溶性糖和淀粉的分解利用率远远高于对纤维素和半纤维素的分解,在整个发酵过程中,稻秸重量的变化与发酵液的pH变化有很大的一致性,发酵前5d内复合系对纤维素的分解活性最高。到发酵结束时,纤维素和半纤维素含量分别降低了7．39％和43．76％,而木质素在整个发酵过程中几乎不分解。     

白腐真菌降解生物质秸秆效果的研究

[目的]探讨不同发酵时间白腐真菌对玉米和油菜秸秆的降解效果。[方法]设置6个时间点（0、20、25、30、35和40 d）,测定油菜和玉米秸秆的木质素含量和降解率变化。[结果]随着发酵时间的延长,玉米和油菜秸秆的木质素降解率均呈下降—上升—再下降的趋势。在发酵培养20 d时,油菜秸秆的木质素降解率达到最大,为58.07%;在发酵培养35 d时,玉米秸秆的木质素降解率达到最大,为33.62%。[结论]白腐真菌对玉米和油菜秸秆的降解效果显著,其中对油菜秸秆的降解效果尤为突出。     

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).     

高效木质纤维素分解菌复合系的发酵特性

试验以稻草为唯一碳源,50℃静置培养,通过批次发酵和批次补料发酵的培养方式,对复合菌系的pH、溶解氧浓度(DO)、分解效率和发酵产物组成进行了研究。结果表明,批次发酵时,pH由初始值8.59降为6.03后回升,10d后稳定在8.0左右;培养1d的DO值由初始的4.34mg·L-1迅速下降到0.22mg·L-1,此后一直维持在0.07～0.10mg·L-1的范围内;发酵3d时稻草的分解率达到42.5%,随着发酵的进行,稻草分解速率显示逐渐降低的趋势;主要液相末端产物是挥发性脂肪酸(VFA),其中乙酸质量浓度占总VFA质量浓度的90%以上。连续补料发酵时,每次添加稻草24h后pH降到最低,乙酸的含量也达到最大值,随后逐渐升高直到下一次添加稻草;而发酵体系内的DO值的变化与批次加料发酵相似。     

体外共培养法研究瘤胃真菌对瘤胃细菌发酵的影响

采用体外厌氧共培养技术，研究了山羊瘤胃真菌对瘤胃细菌发酵的影响。结果表明：在瘤胃真菌与瘤胃细菌共培养24h内，瘤胃真菌对瘤胃细菌表现出一定的抑制作用，共培养组24h时底物稻草表观干物质消失率（5．85％）、总挥发性脂肪酸浓度（28．21mmol／L）及乙酸浓度（20．32mmol／L）显著低于瘤胃细菌培养组（10．49％、32．66mmol／L和24．39mmol／L）；而共培养组在48h和72h时稻草表观干物质消失率（24．37％、29．04％）均高于瘤胃细菌培养组（21．69％、26．41％）；试验结果同时显示，经灭菌处理的瘤胃真菌发酵液可显著降低瘤胃细菌对稻草片段的降解活力。     

氨化与微贮稻草显微组织结构的比较

干稻草分别通过氨化和微贮处理后，进行经组织切片观察．结果表明，在氨碱的作用下，纤维素与木质素表面之间的结合被破坏，并使部分木质素、矿质、栓质溶解，纤维素和半纤维素表面保护层结构变化，胞壁膨胀，纤维软化．稻草经微贮处理后，纤维素、半纤维素—木聚糖链的木质素聚合物的酯键被酶解，增加了柔软性和膨胀度，表现为胞壁衬质物亲水强，富有可逆性，结构上的复性呈常态．相比之下，干稻草细胞壁中的纤维素、半纤维素和木质素等交错在一起，粗糙坚韧．经饲料常规分析，普通稻草、氨化及微贮稻草其蛋白质含量分别为４．４１％、９．５５％、５．０３％，氨化稻草、微贮稻草、干稻草粗脂肪含量分别为０．９％、１．２％、０．９％．其他成分未见明显变化     

直接降解稻草秸秆的菌株筛选及其发酵过程研究

研究了降解稻草秸秆的菌株的分离筛选方法,提出了一种全新的筛选方案,即筛选能直接降解稻草秸秆的菌株。以稻草粉琼脂平板进行初筛,以NaOH处理过的稻草粉为发酵培养基进行复筛,得到对稻草降解较为完全的一株菌株。研究表明,该菌株对纤维素、半纤维素及稻草的降解率分别达72%,93%及84%。     

稻草秸秆栽培金针菇（Flammulina velutipes）基质 降解特性研究

对稻草秸秆栽培金针菇(Flammulina velutipes)不同生长阶段,基质木质纤维成分的变化和与 基质主要成分降解相关的几种胞外酶的变化规律进行了研究。结果表明:纤维素和半纤维素的降解 主要集中在生殖生长期,木质素在营养生长期降解迅速;与纤维素降解相关的两种酶活性从培养初 期到结束一直保持比较平稳的趋势;与木质素降解相关酶在菌株培养初期活性较高,木聚糖酶活性 初期活性很低,在子实体形成期一直保持较高水平,淀粉酶活性高峰出现在初期,蛋白酶活性在初期 和子实体形成期较高,但整体上酶活性变化较为平稳。