纖維素酶高產(chǎn)木霉菌株的篩選及其對(duì)秸稈的降解效果

【摘要】：秸稈纖維素是自然界最豐富的可再生性碳水化合物資源，但是由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜不易被降解，限制了動(dòng)物對(duì)其利用。利用微生物產(chǎn)生的纖維素酶對(duì)秸稈纖維素進(jìn)行處理可提高動(dòng)物對(duì)秸稈飼料的消化率。試驗(yàn)以現(xiàn)有綠色木霉菌株進(jìn)行了高產(chǎn)纖維素酶液體發(fā)酵目的菌株的篩選，對(duì)綠色木霉液體發(fā)酵培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件進(jìn)行了優(yōu)化；通過(guò)粗酶液的制備、浸提以及粗酶的提取對(duì)稻草秸稈降解效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。主要研究結(jié)果如下： 1.以實(shí)驗(yàn)室提供的6株綠色木霉菌為出發(fā)菌株，經(jīng)濾紙崩解試驗(yàn)初篩和液體發(fā)酵產(chǎn)酶復(fù)篩，保留了兩株適宜液體發(fā)酵產(chǎn)酶且酶活性高的菌株，分別為綠色木霉X-57和綠色木霉BS（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為X-57及BS）。 2.首先通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)對(duì)液態(tài)發(fā)酵產(chǎn)酶培養(yǎng)基進(jìn)行了優(yōu)化，然后在最優(yōu)培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上通過(guò)單因素試驗(yàn)對(duì)綠色木霉的發(fā)酵條件進(jìn)行了優(yōu)化。確定了X-57的最佳培養(yǎng)基配方：稻草和麩皮（比例4：3）添加量為2%，硝酸銨添加量為0.4%，吐溫-80添加量為0.05%，KH2PO4添加量為0.5%；最佳培養(yǎng)條件：接種量6%，搖床轉(zhuǎn)速175r/min，培養(yǎng)周期4d，羧甲基纖維素酶活（CMCase）和濾紙酶活（FPase）分別為：1677.53U/mL、282.69U/mL；。BS的最佳培養(yǎng)基配方：稻草和麩皮（比例4：3）2%，硝酸銨添加量為0.4%，吐溫-80添加量為0.1%，KH2PO4添加量為1%；最佳培養(yǎng)條件：接種量5%，搖床轉(zhuǎn)速175r/min，培養(yǎng)周期3d，CMCase和FPase分別為：1523.38U/mL、203.41U/mL。 3.在最優(yōu)培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上對(duì)X-57和BS進(jìn)行5L發(fā)酵罐擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：X-57控制條件間歇發(fā)酵CMCase分別比搖瓶發(fā)酵和自然發(fā)酵提高了36.3%、24.3%；BS控制條件間歇發(fā)酵CMCase分別比搖瓶發(fā)酵和自然發(fā)酵提高了21.4%、14.9%。對(duì)纖維素粗酶液的制備及浸提條件進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：4000r/min，15min離心條件下兩株菌CMCase最高；0.1M，pH4.8的乙酸-乙酸鈉緩沖液浸提效果好于蒸餾水。X-57以終濃度70%乙醇作為沉淀劑提取粗酶效果較好，BS以飽和度70%硫酸銨作為沉淀劑提取粗酶效果較好。 4.稻草秸稈經(jīng)X-57粗酶液需氧發(fā)酵，纖維素降解率達(dá)31.79%，半纖維素降解率達(dá)27.31%；經(jīng)BS粗酶液需氧發(fā)酵，纖維素降解率達(dá)25.47%，半纖維素降解率達(dá)18.46%。稻草秸稈經(jīng)X-57粗酶液需氧發(fā)酵蛋白含量提高了79.4%，經(jīng)BS粗酶液需氧發(fā)酵蛋白含量提高了58.1%。 【關(guān)鍵詞】：綠色木霉 液體發(fā)酵 纖維素酶 秸稈降解
【學(xué)位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：S816
【目錄】：

• 摘要2-4
• Summary4-6
• 目錄6-8
• 第一章 文獻(xiàn)綜述8-16
• 1 秸稈纖維素資源概述8-9
• 1.1 秸稈纖維素的組成與結(jié)構(gòu)8
• 1.2 秸稈作為飼料資源的利用8-9
• 2 纖維素降解菌群的種類(lèi)9-10
• 2.1 真菌9-10
• 2.2 細(xì)菌10
• 2.3 放線菌10
• 3 纖維素酶概述10-14
• 3.1 纖維素酶系組成、結(jié)構(gòu)及酶活的測(cè)定10-12
• 3.2 纖維素酶降解纖維素的機(jī)理12
• 3.3 纖維素酶的發(fā)酵生產(chǎn)12-13
• 3.4 纖維素酶的應(yīng)用13-14
• 4 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線14-16
• 第二章 纖維素酶液態(tài)發(fā)酵目的菌株的篩選16-26
• 1 試驗(yàn)材料16-17
• 1.1 主要試劑配置16
• 1.2 菌種16
• 1.3 秸稈及濾紙16-17
• 1.4 培養(yǎng)基17
• 1.5 主要儀器與設(shè)備17
• 2 試驗(yàn)方法17-20
• 2.1 纖維素降解菌的初篩18
• 2.2 纖維素降解菌的復(fù)篩18
• 2.3 綠色木霉的培養(yǎng)18-19
• 2.4 濾紙失重率的測(cè)定19
• 2.5 纖維素酶活力的測(cè)定19-20
• 3 結(jié)果與分析20-24
• 3.1 纖維素降解菌初篩結(jié)果20-21
• 3.2 纖維素降解菌復(fù)篩結(jié)果21-24
• 4 討論24-25
• 5 小結(jié)25-26
• 第三章 綠色木霉搖瓶產(chǎn)纖維素酶培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件的優(yōu)化26-39
• 1 試驗(yàn)材料26
• 1.1 菌種26
• 1.2 秸稈及濾紙26
• 2 試驗(yàn)方法26-28
• 2.1 綠色木霉的培養(yǎng)26-27
• 2.2 綠色木霉液體發(fā)酵產(chǎn)酶培養(yǎng)基的優(yōu)化27-28
• 2.3 綠色木霉液體發(fā)酵產(chǎn)酶培養(yǎng)條件的優(yōu)化28
• 3 結(jié)果與分析28-36
• 3.1 綠色木霉液體發(fā)酵產(chǎn)酶培養(yǎng)基的優(yōu)化28-33
• 3.2 綠色木霉液體發(fā)酵產(chǎn)酶培養(yǎng)條件的優(yōu)化33-36
• 4 討論36-38
• 5 小結(jié)38-39
• 第四章 發(fā)酵罐擴(kuò)大試驗(yàn)及粗酶的提取與利用39-53
• 1 試驗(yàn)材料39-40
• 1.1 主要試劑39
• 1.2 菌種39-40
• 1.3 秸稈及濾紙40
• 1.4 培養(yǎng)基40
• 1.5 主要儀器與設(shè)備40
• 2 試驗(yàn)方法40-43
• 2.1 綠色木霉種子的培養(yǎng)40
• 2.2 綠色木霉 5L 發(fā)酵罐產(chǎn)酶試驗(yàn)40-41
• 2.3 綠色木霉粗酶液的制備及處理41
• 2.4 綠色木霉粗酶的提取41-42
• 2.5 纖維素粗酶液對(duì)稻草秸稈降解效果的初步研究42
• 2.6 酶活測(cè)定方法42
• 2.7 纖維素、半纖維素、木質(zhì)素含量的測(cè)定42-43
• 2.8 秸稈粗蛋白質(zhì)的測(cè)定43
• 3 結(jié)果與分析43-50
• 3.1 5L 發(fā)酵罐產(chǎn)纖維素酶試驗(yàn)結(jié)果43-47
• 3.2 粗酶液的制備方法及浸提方法對(duì)綠色木霉纖維素酶活的影響47-48
• 3.3 粗酶的提取48-49
• 3.4 酶液對(duì)稻草秸稈降解效果的初步研究49-50
• 4 討論50-52
• 5 小結(jié)52-53
• 第五章 結(jié)論53-54
• 參考文獻(xiàn)54-59
• 致謝59-60
• 個(gè)人簡(jiǎn)介60-61
• 導(dǎo)師簡(jiǎn)介61-62

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