亚麻快速生物脱胶技术工厂化生产研究

 工厂化条件下对亚麻快速生物脱胶技术进行了规模化生产试验。结果表明，亚麻高效脱胶菌株Ym68＇（E.herbicoli）的适宜培养条件为：35℃搅拌、pH6.5～7.5、通气量0.02 m3·m-3water·min-1、培养时间5～6 h。与传统温水沤麻方法相比，其脱胶时间缩短70%以上，长麻率提高31%左右，纤维强度提高25.9%；BOD5和SS排放总量分别减少33%和89%以上。     

草本纤维生物提取菌株产果胶酶的组分研究

为了系统研究草本纤维生物提取菌株的果胶酶组分及其表达量,采用DNS法、C=C光吸收法和酸碱滴定法系统地测定菌株P1、P2和P3表达的果胶解聚酶、果胶酯酶和果胶裂解酶活力。结果表明：3个目标菌株均能同时表达果胶解聚酶、果胶酯酶和果胶裂解酶,其中菌株P1表达的胞外果胶解聚酶活力最高达71.66 IU/mL;菌株P2表达的胞外果胶酯酶活力最高为76.7 IU/mL;菌株P3表达的胞内果胶裂解酶活力最高达210.7 IU/mL。3个菌株表达的果胶酶组分及其活力存在明显差异,其结果可以为进一步探讨草本纤维原料中非纤维素生物降解机理和开发菌株新用途提供科学依据。     

草本纤维提取典型菌种RAPD分子标记

为了从分子水平揭示草本纤维提取菌种遗传多样性及遗传关系,为草本纤维提取菌种的筛选、构建提供理论依据,利用RAPD技术,在优化的反应体系下,通过筛选的有效引物,扩增不同草本纤维提取菌种基因组的清晰、稳定、具有差异性的带谱,根据CROSS CHECKER以及NTSYS-pc软件,采用UPGMA方法进行聚类分析。结果表明,草本纤维提取菌种中的遗传多态性比较丰富,6个10b引物扩增6个品种的欧文氏菌系列获得90条清晰的DNA带型,其中82条呈多态性,占总带数的91.1%;7个10b引物扩增12个品种的产芽孢菌获得110条清晰的DNA带型,其中105条呈多态性,占总带数的95.5%。资源的遗传差异较大,多数遗传距离在0.5-0.85之间。不论是相同系列的人工诱变菌株还是不同地域的同种野生草本纤维提取菌株,均表现出了较大的差异性和遗传多样性,草本纤维提取菌株的遗传聚类与选育方法及其地域有直接相关性。     

甘露聚糖酶3′序列缺失与酶功能间的关系初探

初步研究了3′端对甘露聚糖酶的功能重要性,即以甘露聚糖酶的二级结构为基础,用PCR扩增的方法获得3′端特异性缺失的甘露聚糖酶DNA片段,连接到载体上,表达并鉴定酶的活性.结果表明,删除390bp依然具有酶活性,3′端的部分序列不是酶具有功能所必需的.     

木聚糖酶高产菌株BE-91发酵工艺的优化

采用因素轮换试验设计和均匀试验设计对现有枯草芽孢杆菌BE-91菌株的发酵工艺进行系统研究,获得木聚糖酶高产的优化发酵工艺为:国产胰蛋白胨1.5%,国产酵母膏0.05%,牛肉膏0.3%,KH_2PO_40.2%,MgSO_40.03%,NaCl 0.5%,吐温80 0.4%,起始pH 9.2,摇瓶装液量150 mL/500 mL,接种量3.5%,转速180 r/min,发酵温度37℃.在优化发酵工艺条件下培养BE-91菌株8 h,发酵液木聚糖酶活力达到423.24 U/mL,是优化前酶活力的1.5倍.BE-91菌株在国内已报道菌株中具有发酵周期短、耐热酸性木聚糖酶活力高的特点.     

欧文氏杆菌变异菌株木聚糖酶纯化及其酶学性质

从现有309份菌种资源中筛选出木聚糖酶高产菌株(Erwinia),发酵液酶活达到408 U.采用超滤和凝胶层析法从发酵液中分离纯化出电泳纯木聚糖酶,回收率高达69.17%,比活达到28453.6U/mg.酶学性质研究结果显示,采用SDS-PAGE和凝胶层析测得分子量分别为22.54和21.89 kD;IEF-PAGE测得等电点为9.63;以燕麦木聚精为底物时,K_m和V_(max)分别为0.5mg/mL和533 U;最适作用pH 5.8,稳定pH 3.4～6.4;最适作用温度60℃,在pH 5.8条件下稳定温度0～65℃;Fe~(2+)和Co~(2+)有激活作用,Cu~(2+)有强烈抑制作用.用ESI-MS/MS法分析,该菌株分泌的木聚糖酶氨基酸序列与GenBank上登录的木聚糖酶基因表达的氨基酸序列一致.     

胡萝卜软腐欧文氏菌CXJZU-120的选育及其脱胶性能研究

为寻求更适宜于生产应用的麻类生物脱胶高效菌株,对苎麻脱胶菌株CXJZ95-198进行紫外诱变,存活菌株的生理特性研究和脱胶功能实验发现:紫外线处理120 s获得的变异菌株CXJZU-120性状稳定;在5.5~6.0 h完成苎麻脱胶,总胶质脱除率达87.22%;该菌经10.0 h培养,发酵液中的果胶酶、β-甘露聚糖酶和木聚糖酶活分别为211.2 U/mL、374.8 U/mL和96.6 U/mL;该菌株在固态培养基中培养16.0~17.0 h开始显棕褐色,液态发酵培养基中培养5.0~5.5 h开始显蓝绿色,接种到苎麻上发酵5.0~5.5 h开始显蓝色。该结果表明,变异菌株CXJZU-120与出发菌比较,不仅在脱胶功能和产酶性能上有所提高,而且繁殖速度快,发酵时具有特别的显色现象,对于该菌在生产中的应用具有重要意义。     

一种新型木聚糖酶基因在毕赤酵母中的表达

为了获得新型木聚糖酶的高效分泌表达,在工程酶项目组前期原核表达了木聚糖酶基因xyn A的基础上,将xyn A基因(Gen Bank登录号:U57819)编码耐热性木聚糖酶成熟蛋白的部分序列克隆到p PICZαA表达载体上,转化毕赤酵母X33,成功构建真核表达体系,再分批加入0. 5%(V/V)甲醇诱导毕赤酵母工程菌株产胞外木聚糖酶。结合木聚糖酶活力检测、SDS-PAGE电泳和Western Blot分析胞外木聚糖酶表达情况。结果表明,该XynA含有典型的糖苷水解酶11类催化结构域(GH11),成熟蛋白的预测分子量为38. 6 ku,等电点为6. 86; 7个毕赤酵母基因工程菌株X33/p PICZαA-xyn A分泌的木聚糖酶活力均≥300 U/m L,最高达487. 2 U/m L;胞外木聚糖酶在SDS-PAGE和Western Blot检测的特征谱带分子量约为45 ku,均比预期分子量(38. 6 ku)略大。一种新型木聚糖酶获得了高效分泌表达,为进一步分离纯化,研究其性质、结构和功能奠定了基础。     

草本纤维提取用菌株的PCR-16S rDNA及ITS-RFLP分析

通过分析从沤麻水中分离到的8株草本纤维提取用菌株的16S rDNA以及ITS序列,鉴定并构建其聚类图,明确草本纤维提取用菌株的遗传关系.通过BLAST比对16S rDNA并用限制性内切酶酶切16～23S的ITS保守序列,对参试菌株的16S rDNA及ITS酶切片段进行聚类分析.结果表明,8株菌株分别属于地表芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌以及多粘类芽孢杆菌:基于16S rDNA序列与ITS-RFLP所获得的聚类结果基本一致,菌株1251与菌株1172-1聚为一类,其余聚为一类,但种内聚类存在一定的差异,可能与不同类型的序列进化程度有关,8株菌株的16SrDNA序列的相似性为78.66%;Alu Ⅰ、Hinf Ⅰ、Sau3A Ⅰ、Taq Ⅰ 4种限制性内切酶对参试的8株草本纤维提取用产芽孢菌株的ITS进行酶切,各获得0～4条100～440bp的酶切产物.     

亚麻快速生物脱胶技术研究——Ⅲ．麻茎化学成分在快速生物脱胶过程中的变化

在实验室条件下，利用亚麻脱胶茵Ym68’，对亚麻原茎进行快速脱胶试验，定期测定了麻茎中的脱胶茵活茵量、水溶物、果胶、半纤维素、木质素和纤维素等指标。结果表明，亚麻原茎中水溶物、果胶、半纤维素、木质素和纤维素含量分别为：16.57％、7．82％、19.4％、18.4％和21.01％；脱胶完成时，果胶、半纤维素和木质素脱除率分别为82．1％、17．0％和11.4％；在接种后发酵2h内，亚麻麻茎中的水溶物由16．57％迅速降至7．93％；接种后发酵2h-4h，脱胶茵活茵量的增加幅度最大，为5．88倍；麻茎中果胶、半纤维素和木质素的含量均随着时间的延长而降低。