秸稈微生物共發(fā)酵生產(chǎn)單細胞蛋白研究

【摘要】： 本論文對秸稈生物降解生產(chǎn)單細胞蛋白進行了研究。目的在于通過對可再生資源的生物轉(zhuǎn)化利用，拓廣飼料來源，提高飼料質(zhì)量，在有利于生態(tài)平衡的條件下同時解決糧食短缺及環(huán)境污染問題，使其作為一種清潔產(chǎn)業(yè)促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。工作中對微生物纖維素酶發(fā)酵條件及酶學(xué)性質(zhì)進行了探討；研究了混合發(fā)酵生產(chǎn)單細胞蛋白的方法，提出了生物降解秸稈生產(chǎn)單細胞蛋白的工藝流程。主要內(nèi)容如下： 1．探討了磨碎、稀酸處理、氨水處理等預(yù)處理方法對秸稈理化性質(zhì)的影響，應(yīng)用X-射線衍射儀、掃描電子電鏡(SEM)、紅外吸收光譜(IR)對預(yù)處理后秸稈分析和表征。結(jié)果表明，預(yù)處理可以降低纖維素的結(jié)晶度、增大秸稈吸附纖維素酶的有效表面積。 2．選用五株真菌進行纖維素酶產(chǎn)酶條件研究，探討了培養(yǎng)基組分及外界因素對纖維素酶活力的影響。結(jié)果表明，五株真菌具有較強的產(chǎn)酶能力及較強的纖維素、半纖維素降解能力；降解產(chǎn)物中含有葡萄糖、木糖、纖維二糖等多種糖組分。 3．纖維素酶是一種誘導(dǎo)酶。葡萄糖的存在對纖維素酶產(chǎn)生非競爭性抑制作用。五株真菌產(chǎn)纖維素酶具有較好的熱穩(wěn)定性和pH穩(wěn)定性。 4．霉菌混合發(fā)酵對提高秸稈蛋白含量的貢獻不大；霉菌與酵母混合培養(yǎng)由于二者的互惠共生關(guān)系使秸稈蛋白含量有較大提高。產(chǎn)品中蛋白質(zhì)含量隨酵母種類的增加而增大，實驗中以四種酵母共發(fā)酵蛋白質(zhì)含量最高，酵母菌不僅可以起去阻遏作用，而且對真菌的生長有正效應(yīng)。 5．應(yīng)用多菌種混合發(fā)酵法以稻草為底物進行培養(yǎng)，產(chǎn)物中粗蛋白質(zhì)含量提高261％，達到21.51％，僅次于酵母粉及大豆，而比小麥和玉米高的多。富含16種氨基酸，總和占產(chǎn)物干重的14.31％，其中必需氨基酸含量高于聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)規(guī)定的標準。本工作選用菌株的應(yīng)用效果優(yōu)于國外交流菌種。 6．多菌種混合發(fā)酵可提高甘蔗渣的蛋白質(zhì)含量，增大甘蔗渣飼用價值。對拓廣飼料來源，提高飼料質(zhì)量，大力發(fā)展畜牧業(yè)具有重要意義。 【關(guān)鍵詞】：纖維素酶 混合發(fā)酵 蛋白質(zhì) 纖維素 分離純化 理化性質(zhì) 微生物
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2002
【分類號】：TQ929
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-11
• 1 緒論11-18
• 1．1 秸稈飼料的加工方法概況11-14
• 1．2 微生物蛋白飼料研究現(xiàn)狀14-16
• 1．3 微生物蛋白飼料研究中存在的問題16
• 1．4 本論文研究工作及內(nèi)容簡介16-18
• 2 預(yù)處理對秸稈理化性質(zhì)的影響18-31
• 2．1 秸稈理化性質(zhì)概述18-20
• 2．2 秸稈組分定量分析20-23
• 2．2．1 材料和方法20-22
• 2．2．2 結(jié)果22-23
• 2．2．2．1 稻草中各組分分析22-23
• 2．2．2．2 氨基酸含量分析23
• 2．3 不同預(yù)處理方法對秸稈結(jié)構(gòu)的影響23-31
• 2．3．1 預(yù)處理方法23-24
• 2．3．2 分析方法24
• 2．3．3 結(jié)果與討論24-30
• 2．3．3．1 預(yù)處理方法對秸稈組分含量的影響24-25
• 2．3．3．2 掃描電鏡觀察25-26
• 2．3．3．3 X-射線衍射測試26-28
• 2．3．3．4 紅外光譜分析28-30
• 本章小結(jié)30-31
• 3 纖維素酶生產(chǎn)菌發(fā)酵條件研究31-68
• 3．1 纖維素酶的研究動向31-32
• 3．1．1 纖維素酶的組成與分類31-32
• 3．1．2 纖維素酶分子結(jié)構(gòu)與功能32
• 3．1．3 纖維素酶生產(chǎn)菌32
• 3．2 材料和方法32-37
• 3．3 結(jié)果與討論37-68
• 3．3．1 木霉最佳培養(yǎng)條件的確定37-39
• 3．3．2 康寧木霉最佳培養(yǎng)條件的確定39-42
• 3．3．3 綠色木霉最佳培養(yǎng)條件的確定42-44
• 3．3．4 黑曲霉最佳培養(yǎng)條件的確定44-46
• 3．3．5 宇佐美曲霉最佳培養(yǎng)條件的確定46-48
• 3．3．6 氮源對真菌酶活力的影響48-49
• 3．3．7 含氮量對產(chǎn)酶的影響49-50
• 3．3．8 初始pH對酶活的影響50-51
• 3．3．9 溫度對產(chǎn)酶的影響51-52
• 3．3．10 加水量對產(chǎn)酶的影響52-53
• 3．3．11 培養(yǎng)方式對酶活力的影響53-54
• 3．3．12 麩皮對產(chǎn)酶的影響54-55
• 3．3．13 NaCl對酶活力的影響55
• 3．3．14 預(yù)處理方法對酶活力的影響55-57
• 3．3．15 發(fā)酵液的酶解得率57
• 3．3．16 不同菌株對秸稈纖維的降解情況57-58
• 3．3．17 發(fā)酵抽提液中糖的色譜分析58-61
• 3．3．18 酶水解液中糖的紙層析61-62
• 3．3．19 稻草降解后纖維素結(jié)晶度分析62-64
• 3．3．20 發(fā)酵產(chǎn)物酶的種類分析64-65
• 3．3．21 活干菌菌株的分離鑒定65-66
• 本章小結(jié)66-68
• 4 纖維素酶提取分離、純化及性質(zhì)研究68-107
• 4．1 分離方法68-69
• 4．2 材料和方法69-74
• 4．3 結(jié)果與討論74-107
• 4．3．1 黑曲霉纖維素酶分離、純化曲線74-75
• 4．3．2 宇佐美曲霉纖維素酶分離、純化曲線75-77
• 4．3．3 康寧木霉曲霉纖維素酶分離、純化曲線77-78
• 4．3．4 木霉曲霉纖維素酶分離、純化曲線78-80
• 4．3．5 綠色木霉曲霉纖維素酶分離、純化曲線80-81
• 4．3．6 電泳圖譜比較81-82
• 4．3．7 CMC酶性質(zhì)研究82-84
• 4．3．7．1 CMC酶的最適作用溫度82-83
• 4．3．7．2 CMC酶最適作用pH值83
• 4．3．7．3 CMC酶的熱穩(wěn)定性83-84
• 4．3．7．4 CMC酶的pH穩(wěn)定性84
• 4．3．8 CMC酶的紫外光譜分析84-87
• 4．3．8．1 木霉CMC酶的紫外光譜84-85
• 4．3．8．2 宇佐美曲霉CMC酶的紫外光譜85
• 4．3．8．3 康寧木霉CMC酶的紫外光譜85-86
• 4．3．8．4 黑曲霉CMC酶的紫外光譜86-87
• 4．3．8．5 綠色木霉CMC酶的紫外光譜87
• 4．3．9 CMC酶的紅外光譜分析87-90
• 4．3．10 CMC酶的酶促反應(yīng)動力學(xué)研究90-105
• 4．3．10．1 木霉91-93
• 4．3．10．2 康寧木霉93-95
• 4．3．10．3 黑曲霉95-97
• 4．3．10．4 宇佐美曲霉97-99
• 4．3．10．5 綠色木霉99-101
• 4．3．10．6 米氏常數(shù)分析101-102
• 4．3．10．7 葡萄糖對纖維素酶的抑制102-105
• 本章小結(jié)105-107
• 5 秸稈發(fā)酵制取單細胞蛋白研究107-133
• 5．1 霉菌混合培養(yǎng)對蛋白含量及酶活力的影響107-109
• 5．1．1 材料與方法107-108
• 5．1．2 結(jié)果與討論108-109
• 5．1．2．1 五種真菌培養(yǎng)對蛋白含量的影響108
• 5．1．2．2 不同霉菌混合培養(yǎng)對蛋白含量及酶活力的影響108-109
• 5．2 黑曲霉與酵母共發(fā)酵正交實驗設(shè)計109-113
• 5．2．1 材料與方法110-111
• 5．2．2 結(jié)果與討論111-113
• 5．2．2．1 共發(fā)酵正交試驗結(jié)果111-112
• 5．2．2．2 黑曲霉與產(chǎn)朊假絲酵母混合發(fā)酵驗證112-113
• 5．2．2．3 稻草纖維素、半纖維素利用分析113
• 5．3 多種真菌與酵母共發(fā)酵正交試驗設(shè)計113-116
• 5．3．1 材料與方法113-114
• 5．3．2 結(jié)果與討論114-116
• 5．3．2．1 共發(fā)酵正交試驗結(jié)果114-116
• 5．3．2．2 混合培養(yǎng)對秸稈成分的影響116
• 5．4 康寧木霉、宇佐美曲霉與酵母共發(fā)酵研究116-119
• 5．4．1 材料與方法116-117
• 5．4．2 結(jié)果與討論117-119
• 5．4．2．1 霉菌與酵母菌混合培養(yǎng)對蛋白含量和酶活性的影響117-118
• 5．4．2．2 培養(yǎng)時間對發(fā)酵結(jié)果的影響118
• 5．4．2．3 混合培養(yǎng)產(chǎn)物氨基酸分析118-119
• 5．5 木霉、綠色木霉與酵母共發(fā)酵研究119-121
• 5．5．1 材料與方法119-120
• 5．5．2 結(jié)果與討論120-121
• 5．5．2．1 霉菌與酵母菌混合培養(yǎng)對蛋白含量和酶活性的影響120-121
• 5．5．2．2 混合發(fā)酵物纖維素、半纖維素分析121
• 5．6 固態(tài)發(fā)酵物中蛋白質(zhì)的測定121-126
• 5．6．1 材料和方法122
• 5．6．2 結(jié)果與討論122-126
• 5．6．2．1 標準蛋白溶液的配制：122-123
• 5．6．2．2 紫外分光光度法測定發(fā)酵物蛋白含量123-124
• 5．6．2．3 甲醛法測定發(fā)酵物蛋白含量124-126
• 5．7 多菌種混合發(fā)酵制備單細胞蛋白研究126-130
• 5．7．1 材料和方法126
• 5．7．2 結(jié)果與討論126-130
• 5．7．2．1 混合培養(yǎng)對蛋白含量的影響126-127
• 5．7．2．2 混合培養(yǎng)產(chǎn)物氨基酸分析127-128
• 5．7．2．3 秸稈發(fā)酵制備蛋白飼料工藝流程設(shè)計128-130
• 5．8 固態(tài)發(fā)酵蔗渣轉(zhuǎn)化蛋白飼料研究130-133
• 5．8．1 材料和方法130
• 5．8．2 結(jié)果與討論130-132
• 5．8．2．1 霉菌在蔗渣上生長情況分析130-131
• 5．8．2．2 霉菌與酵母混合培養(yǎng)對蔗渣成分的影響131-132
• 本章小結(jié)132-133
• 結(jié)論133-135
• 參考文獻135-142
• 致謝142-143
• 博士研究生期間所發(fā)表的論文目錄143

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大力發(fā)展單細胞蛋白產(chǎn)品    

1981年國際單細胞蛋白會議    李鏡蓮

東德、捷克飼用單細胞蛋白生產(chǎn)技術(shù)簡介    常尚智;劉訓(xùn)誠;金佩毅;葉向東;

利用酒糟生產(chǎn)單細胞蛋白飼料    劉興照

利用廢棄資源發(fā)展單細胞蛋白產(chǎn)業(yè)    李志勇,郭祀遠,李琳

利用纖維質(zhì)原料生產(chǎn)單細胞蛋白    王成華,于云橋,華威,肖朝峰

單細胞蛋白及其在食品加工中應(yīng)用    黃群,馬美湖,楊撫林,夏巖石

利用酒糟生產(chǎn)單細胞蛋白飼料    劉興照

充分利用可再生資源 大力發(fā)展單細胞蛋白    章練紅;

甘蔗糖蜜資源化應(yīng)用現(xiàn)狀分析及前景展望    姚毅;曾鴻鵠;朱義年;譚荻娜;

酒曲生料發(fā)酵制膠廢水生產(chǎn)單細胞蛋白的研究    楊勁松;譚海生;

廢水回收固體物飼用價值分析及應(yīng)用研究進展    姜淑貞;王慶云;

黑曲霉發(fā)酵副產(chǎn)物中營養(yǎng)成分分析    林流丹;歐仕益;黃才歡;楊愛華;

馬鈴薯薯渣液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)單細胞蛋白的工藝方法的研究    楊謙;

纖維單細胞菌Cellulomonas NUST-02篩選及產(chǎn)酶調(diào)控研究    劉彥;唐仕榮;陸曉;

光合細菌菌劑規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)的研究    陳秀為;趙玉潔;周可;

甲烷氧化細菌的冷凍蝕刻電鏡觀察    鄭中華;

低碳養(yǎng)殖的飼料配制原則及實現(xiàn)途徑分析    王文杰;

年產(chǎn)5萬噸 單細胞蛋白項目啟動    記者 徐華南　通訊員 李學(xué)初

新穎的單細胞蛋白食品    劉國信

研發(fā)國際前沿產(chǎn)品 甲醇單細胞蛋白生產(chǎn)技術(shù)    盧建生記者 高山

酵母在飼料工業(yè)中的新應(yīng)用    朱宏娟

哈工大采用新技術(shù)生產(chǎn)細胞蛋白    通訊員 劉忠奎記者 李麗云

高新技術(shù)在畜牧業(yè)的應(yīng)用    韋公遠

明天，我們能吃人造肉    劉國信

高新技術(shù)在畜牧業(yè)中的應(yīng)用    韋公遠

市領(lǐng)導(dǎo)調(diào)度“十一五”重大工業(yè)項目    記者 孟令坤

校企聯(lián)姻,企業(yè)發(fā)展有了新動力    唐軍　袁璐

高蛋白海洋酵母的初步研究    高玲美

蒸汽爆破尾葉桉木材的生物轉(zhuǎn)化單細胞蛋白    張曉燕

秸稈微生物共發(fā)酵生產(chǎn)單細胞蛋白研究    潘鋒

紅樹林酵母多樣性與高蛋白酵母研究    焉巋然

草漿黑液超濾—動態(tài)磁吸附處理技術(shù)的研究    孫守亮

槐糖脂合成的氮源代謝調(diào)控及槐糖脂的廉價底物生產(chǎn)和性質(zhì)研究    馬曉靜

扣囊復(fù)膜酵母菌酸性蛋白酶基因在解脂耶羅維亞酵母菌中表達和重組酸性蛋白酶的應(yīng)用    于欣君

高蛋白海洋解脂耶羅維亞酵母遺傳改良以及表達重組抗菌肽的研究    王芳

多菌種發(fā)酵玉米浸泡水和糖蜜生產(chǎn)單細胞蛋白    李小雨

薯渣汁水發(fā)酵產(chǎn)單細胞蛋白菌種、工藝優(yōu)化及動力學(xué)研究    劉冰南

蔗渣微生物共發(fā)酵制備單細胞蛋白的研究    帥軍

馬鈴薯蛋白質(zhì)微生物轉(zhuǎn)化能力強化的研究    史春輝

微生物降解玉米秸稈生產(chǎn)單細胞蛋白的研究    梁新紅

異常畢赤酵母（Pichia anomala）HN1-2菌株產(chǎn)單細胞蛋白和嗜殺因子的研究    孫懷永

油菜籽工藝水綜合利用與處理的研究    黃耀武

利用高蛋白解脂亞羅維亞酵母轉(zhuǎn)化菊粉生產(chǎn)單細胞蛋白的研究    崔巍

薯渣飼料中增加賴氨酸含量的工藝及相關(guān)生物信息學(xué)分析    李瑩

蔬菜廢棄物的開發(fā)利用研究    武光朋