兩種木霉混合菌產(chǎn)酶的條件優(yōu)化及其對(duì)玉米秸稈降解的研究

【摘要】：我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,每年可以產(chǎn)生7億t左右的秸稈,這對(duì)耕地及森林面積相對(duì)不足的我國(guó),無(wú)疑是一種非常寶貴的資源。利用微生物混合菌降解玉米秸稈,可以有效提高綜合利用率,同時(shí)具有可持續(xù)、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn),已經(jīng)逐漸成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。 目前,測(cè)定菌株產(chǎn)CMC酶(羧甲基纖維素酶)、FPA(濾紙纖維素酶)等酶的活性已經(jīng)被普遍應(yīng)用到秸稈微生物降解研究的選種方法當(dāng)中,但對(duì)混合菌產(chǎn)酶工藝優(yōu)化和接種高酶活混合菌株用來(lái)進(jìn)行降解秸稈效果的研究相對(duì)較少,尤其是關(guān)于酶活與降解率之間關(guān)系的定量研究更是鮮見(jiàn)報(bào)道；并且在秸稈實(shí)際發(fā)酵降解過(guò)程中,各影響因素交互交叉作用的定量模型也研究的比較少。因此,本研究對(duì)綠色木霉和康寧木霉進(jìn)行了混合培養(yǎng),同時(shí)研究了綠康木霉菌的產(chǎn)酶工藝的優(yōu)化和與秸稈降解率之間的關(guān)系,為玉米秸稈的微生物降解提供理論依據(jù)。 因此主要成果研究如下： 1、綠康木霉菌產(chǎn)羧甲基纖維素酶和濾紙酶的條件優(yōu)化研究 (1)采用多因素正交試驗(yàn)對(duì)綠康混合菌產(chǎn)羧甲基纖維素酶和濾紙酶的液體培養(yǎng)基進(jìn)行了優(yōu)化,正交試驗(yàn)所得結(jié)果采用直觀分析法進(jìn)行分析,得出培養(yǎng)基的最優(yōu)方案。產(chǎn)羧甲基纖維素酶其最優(yōu)方案為A3B2C4D1E4,即碳源為麩皮粉,濃度為10g/L,氮源為硫酸銨,氮源濃度為0.11g/L,pH為7.0。采有極差分析時(shí),各因素對(duì)指標(biāo)影響大小的主次順序?yàn)椋篟ERBRARDRC,pH對(duì)木霉混合菌產(chǎn)羧甲基纖維素酶影響最大,接著是氮源、碳源,最后是氮源種類(lèi)和碳源濃度；產(chǎn)濾紙酶其最優(yōu)方案為A3B3C2D3E3,即碳源為麩皮粉,濃度為10g/L,氮源為酵母粉,氮源濃度為0.88g/L,pH為6.0。 (2)選用正交試驗(yàn)所得的優(yōu)化液體培養(yǎng)基,對(duì)綠康混合菌進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn),考察不同轉(zhuǎn)速、溫度和接種量對(duì)產(chǎn)羧甲基纖維素酶和濾紙酶酶活的影響。結(jié)果表明,當(dāng)溫度為30℃時(shí)產(chǎn)羧甲基纖維素酶和濾紙酶酶活最高,溫度過(guò)低產(chǎn)酶活較低。轉(zhuǎn)速在150r/min的培養(yǎng)條件下,綠康混合菌產(chǎn)羧甲基纖維素酶和濾紙酶酶活最高,轉(zhuǎn)速過(guò)高或過(guò)低都不利于產(chǎn)酶活。 (3)采用正交試驗(yàn)獲得的優(yōu)化培養(yǎng)基和單因素實(shí)驗(yàn)所得最佳培養(yǎng)環(huán)境,綠康混合菌在30℃、150r/min的條件下培養(yǎng),優(yōu)化的培養(yǎng)基產(chǎn)酶活高于原培養(yǎng)基產(chǎn)酶活,羧甲基纖維素酶是原液體培養(yǎng)基產(chǎn)酶活的1.5倍多,酶活分別為3014.32U/L；濾紙纖維素酶是原液體培養(yǎng)基產(chǎn)酶的1.5倍多,酶活分別為2897.15U/L。 2、綠色木霉、康寧木霉和綠康混合菌降解玉米秸稈的效果 (1)綠康混合菌選用的優(yōu)化培養(yǎng)基降解玉米秸稈的效果比綠色木霉和康寧木霉在原溶液降解的效果好,因?yàn)閮?yōu)化的培養(yǎng)基適合綠康混合菌生長(zhǎng)且產(chǎn)生了協(xié)同作用,能更好的利用玉米秸稈,同時(shí)促進(jìn)了菌株分泌大量地羧甲基纖維素酶和濾紙酶等其他酶系,對(duì)玉米秸稈有一定催化氧化作用,對(duì)玉米秸稈的降解解率分別為38.6±0.13%、41.4±0.12%、48±0.15%。 (2)綠康混合菌在優(yōu)化培養(yǎng)基中分泌羧甲基纖維素酶和濾紙纖維素酶酶活很高,為3014.32U/L,通過(guò)對(duì)菌株的酶活降解玉米秸稈的效果的研究,得到羧甲基纖維素酶和濾紙酶酶活性的高低與降解效果有一定的相關(guān)性,即酶液越高,降解效果越好。 【關(guān)鍵詞】：綠色木霉 康寧木霉 混合菌 玉米秸稈
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類(lèi)號(hào)】：TQ925;S182
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-20
• 1.1 引言9
• 1.2 玉米秸稈概述9-10
• 1.2.1 秸稈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)9
• 1.2.2 纖維素9
• 1.2.3 半纖維素概述9-10
• 1.2.4 木質(zhì)素10
• 1.3 秸稈的利用現(xiàn)狀和發(fā)展前景10
• 1.4 玉米秸稈降解的研究10-13
• 1.4.1 玉米的內(nèi)部構(gòu)成成分10-11
• 1.4.2 玉米秸稈的處理技術(shù)現(xiàn)狀11-13
• 1.5 纖維素酶綜合概述13-16
• 1.5.1 纖維素酶的主要來(lái)源13
• 1.5.2 纖維素酶降解纖維素的機(jī)理研究13-14
• 1.5.3 真菌混合菌發(fā)酵優(yōu)勢(shì)14
• 1.5.4 纖維素物質(zhì)的處理14-15
• 1.5.5 纖維素酶的研究進(jìn)展15-16
• 1.5.6 纖維素降解過(guò)程代謝產(chǎn)物16
• 1.6 存在的問(wèn)題和解決方法16-18
• 1.6.1 纖維素酶系的主要性質(zhì)17-18
• 1.6.2 纖維素酶分子的三級(jí)結(jié)構(gòu)18
• 1.7 研究的目的和意義18-20
• 1.7.1 研究的目的和意義18-19
• 1.7.2 研究?jī)?nèi)容19-20
• 2 綠康木霉混合菌產(chǎn)酶的條件優(yōu)化研究20-34
• 2.1 引言20
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法20-21
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料20
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備20-21
• 2.2.3 主要藥品與試劑21
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法21-25
• 2.3.1 綠色木霉、康寧木霉菌的培養(yǎng)21
• 2.3.2 綠康混合菌產(chǎn)羧甲基纖維素酶和濾紙酶培養(yǎng)基正交試驗(yàn)篩選設(shè)計(jì)21-24
• 2.3.3 正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析24
• 2.3.4 綠康混合菌產(chǎn)酶液?jiǎn)我蛩貙?shí)驗(yàn)24-25
• 2.4 測(cè)定方法25
• 2.4.1 初酶液的制備25
• 2.5 結(jié)果與分析25-33
• 2.5.1 綠康木霉菌產(chǎn)酶液培養(yǎng)條件的優(yōu)化25-28
• 2.5.2 溫度對(duì)綠康混合菌分泌羧甲基纖維素酶和濾紙酶的影響28-29
• 2.5.3 轉(zhuǎn)速對(duì)羧甲基纖維素酶和濾紙酶的影響29-30
• 2.5.4 接種量對(duì)混合菌分泌羧甲基纖維素酶和濾紙酶的影響30-32
• 2.5.5 綠康混合菌在最優(yōu)培養(yǎng)基與原溶液分泌羧甲基纖維素酶和濾紙酶的對(duì)比32-33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 3 木霉菌降解玉米秸稈的研究34-40
• 3.1 引言34
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法34-36
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料34-35
• 3.2.2 降解實(shí)驗(yàn)35
• 3.2.3 玉米秸稈降解率的測(cè)定35
• 3.2.4 粗纖維的測(cè)定35-36
• 3.2.5 粗蛋白的測(cè)定36
• 3.3 結(jié)果與分析36-38
• 3.3.1 玉米秸稈降解率效果36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-40
• 結(jié)論40-41
• 參考文獻(xiàn)41-44
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文44-45
• 致謝45-46

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