多菌混合固态发酵产纤维素酶研究

采用多菌混合发酵可以提高纤维素酶的活力,为获得高活力的纤维素酶制剂,文中以碱处理后的甘蔗渣和麸皮作为发酵产酶培养基,采用响应面法对2株纤维素酶生产菌里氏木霉CICC40359和斜卧青霉SMX固态混合发酵条件进行了优化。结果发现在发酵温度为28℃,料水比(质量体积比)1∶2.5(g/mL)的条件下,当V(青霉)∶V(木霉)为3∶1,总接种量8%(mL/g),培养基中m(蔗渣)∶m(麸皮)为2∶1,发酵3 d时,滤纸酶活有最大值达到101.825 FPU/g,这为后续优化工作的开展提供了依据,同时高酶活下发酵液中呈现高的糖质量分数为同步产酶发酵产乙醇提供了新思路。     

利用重组里氏木霉高效降解秸秆的研究

秸秆还田对于减少化肥使用量、改善土壤生态环境等具有重要作用。本文采用重组里氏木霉对秸秆进行快速降解研究,结果表明,重组里氏木霉在固态发酵中对湿度(60%～75%)、温度(24～32℃)的适应范围较宽,10%氨水常温预处理可加速秸秆的降解进程。重组里氏木霉在秸秆基质中可迅速生长并分泌纤维素酶、漆酶和木聚糖酶,其中滤纸酶活力(即纤维素酶总活力)第8天开始趋于平稳,最终活力为132.26 IU?g~(-1);内切型-β-葡聚糖酶(CMC酶)、漆酶和木聚糖酶活力在第10天达到峰值,分别为1313.15、8.11和5504.10 IU?g~(-1)。接种后第10天,秸秆纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为77.93%、55.12%和31.52%。重组里氏木霉的秸秆降解率比出发菌株及枯草芽孢杆菌分别提高了45.40%和76.37%。本文的研究结果对于进一步提高秸秆快速降解还田技术,改善生态环境具有重要意义。     

纤维素酶的液体发酵

用液体发酵对11株纤维素酶产生苗的产酶时间和水平进行了比较，两株里氏木霉、两株康氏木霉和一株土曲霉产纤维素酶活力较高，试验菌株的产酶高峰期除EBGA为8．5天少，其余酶均在11．5天以上。对产酶活力较高的两株菌进行了诱导底物和添加物试验，结果表明，未处理过的一些木质纤维素（稻草粉、麦秸粉和玉米芯粉等）对康氏木毒有明显的作用，稀土微肥在实验条件下没有明显的效果。     

枯草芽孢杆菌液体深层培养过程研究

枯草芽孢杆菌是一种可产生抗逆内生孢子的杆状细菌,在自然界广泛存在。它可改善动物肠道菌群、提高消化酶活性,被越来越多地研制成饲用微生态制剂。枯草芽孢杆菌是应用最广泛的产酶微生物,其可以用于生产淀粉酶、蛋白酶、葡聚糖酶、5’-核苷酸酶、碱性磷酸酶等。枯草芽孢杆菌的培养有固体培养和液体深层培养等方式,各具特点。目前生物发酵生产的主要方式是机械化程度较高的液体深层发酵培养。对枯草芽孢杆菌液态培养的过程进行了跟踪研究。     

混菌发酵产饲用复合酶的研究

对采用黑曲霉、淀粉液化芽孢杆菌和酿酒酵母混合发酵产含复合酶饲料的培养基和发酵条件进行了研究。结果表明,30℃发酵48 h,发酵产物中纤维素酶酶活、蛋白酶酶活分别为1 265、3 236 u/g干曲。     

微波诱变选育纤维素酶高产木霉

利用微波诱变的方法,对一株产纤维素酶的木霉进行了改造,提高了其对纤维素的降解能力。通过微波诱变筛选出5株纤维素酶高产菌株,其在摇瓶试验中的平均纤维素酶活力为野生型菌株的1.35倍,其中酶活力最高的菌株MW6,其纤维素酶产量为野生型菌株的1.4倍。固体发酵试验结果显示野生型菌株及诱变后的突变菌株在固体发酵中的酶活力均略低于摇瓶培养的酶活力,酶活力提高最快的菌株MW6,其固体培养的酶活力与液体摇瓶培养的差距最小。     

康宁木霉固态发酵秸秆生产纤维素酶的研究

采用康宁木霉(Trichodermakoningii)固体发酵生产纤维素酶,研究了秸杆粉和麦麸用量、料水比、起始pH值、温度和时间对该菌株产纤维素酶活力的影响。结果表明,康宁木霉的适宜发酵条件为:秸秆∶麦麸=3∶2,料水比1∶2,培养温度28～30℃,起始pH5.5～6.0时产酶活力最高。在适宜培养条件下,发酵周期为72h,发酵液中FPA酶活为172.3μmol/h.mL。     

应用里氏木霉发酵制备纤维素酶固体曲的研究

应用本实验室筛选得到的纤维素酶高产菌株里氏木霉（Trichoderma reesei）150-1-1发酵制备纤维素酶固体曲,通过优化固态发酵培养基组成及发酵条件,制备得到纤维素酶活力较高的固体曲及粗酶液。实验结果表明,在原料量为10 g,麸皮与秸杆粉质量比为4：1,料液比为1：2.5,发酵时间为120 h,发酵温度为31℃,发酵起始pH值为5.5的条件下,应用里氏木霉150-1-1发酵得到的纤维素酶固体曲酶活力达到423.6 U/g。     

里氏木酶利用预处理小麦秆生产纤维素酶的应用研究

为了降低里氏木霉生产纤维素酶的成本,研究了小麦秸秆经白腐菌和酸处理后主要成分如纤维素、木聚糖、木质素含量的变化,采用正交实验考察了里氏木霉菌发酵小麦秆生产纤维素酶的最佳条件,研究得到的最佳条件为:小麦秆∶麸皮=2∶3,培养温度30℃,起始pH 5.0,发酵时间48 h。通过对正交实验条件的优化,发酵液滤纸酶活(FPA)为6.11 IU.mL-1,羧甲基纤维素酶活(CMCase)为29.11 IU.mL-1,纤维二糖酶活(CBA)为16.11 IU.mL-1。和原工艺相比FPA、CMCase和CBA分别提高了30.78%、26.82%和37.11%。     

里氏木霉纤维二糖水解酶Ⅱ基因的高表达

纤维二糖水解酶II(CBH II)是纤维素酶的重要组分之一,对纤维素酶的水解性能有着重大影响,而里氏木霉(Trichoderma reesei)纤维素酶制剂中纤维二糖水解酶II明显不足,为了优化其酶系结构,采用了基因重组技术构建CBH II高产菌株:将里氏木霉CBH II基因置于里氏木霉强启动子Pcbh1(及其信号肽)和终止子Tcbh1之间,并进一步以pCAMBIA1300为载体骨架,构建成含潮霉素B抗性标记的重组质粒pCAMBIA1300-hph-PsCT。以里氏木霉ZU-02为宿主,采用根瘤农杆菌介导转化技术将重组质粒转入宿主分生孢子。以潮霉素B为抗性标记初筛到324个阳性转化子,进一步通过复筛,在以微晶纤维素为唯一碳源的筛选培养基上获得8个生长较快的优良转化子。在摇瓶条件下,分别对8个转化子进行产酶试验,培养48 h时,纤维二糖水解酶活力最高可达18.24 U·mL-1,是出发菌株的2.51倍。本结果对于里氏木霉纤维素酶的定向进化、提高其对纤维素的协同糖化效率具有重要意义。     

秸秆制有机肥的生物复合菌剂的研制及应用

采用枯草芽孢杆菌、黑曲霉、里氏木霉等按适当的质量比配制复合菌剂,与粉碎后的水稻秸秆作用,研究其速腐制有机肥效果。结果表明,该复合菌剂可缩短秸秆腐化周期,腐化周期为同类产品的50%~60%;腐熟后与猪粪结合制作有机肥,可实现对秸秆的资源化利用。     

纤维素酶对豆粕异黄酮提取的影响

在常规的醇提工艺前用不同微生物来源的纤维素酶对豆粕进行预处理，研究结果发现：细菌纤维素酶能使异黄酮的提取率提高1.4倍，产物以糖苷型异黄酮为主，与直接醇提得到的产物组成相类似；来自黑曲霉的纤维素酶对大豆异黄酮的提取率没有影响，但能将糖苷型异黄酮转化为苷元型异黄酮；里氏木霉纤维素酶能使醇提液中大豆异黄酮的提取率提高1.6倍，并能把以糖苷型为主的异黄酮转化为具有更高生理活性的苷元型异黄酮。里氏木霉纤维素酶的最适用量为15 FPIU·(g豆粕)-1，酶作用时间为36 h。采用弱极性的大孔树脂精制苷元型异黄酮，效果较好。     

Enzymatic saccharification of canola meal

For the enzymatic saccharification of canola meal by enzyme preparations from Trichoderma reesei as well as by commercially available hemicellulase and multienzyme preparations, a pretreatment consisting of autoclaving is necessary. These enzyme preparations hydrolysed over 20% (w/w) of pretreated canola meal, which constitutes over 70% saccharification of the total polysaccharides present in canola meal. The results show that saccharification of canola meal is mainly brought about by hemicellulases capable of degrading arabinogalactan, arabinoglucan, galactan and galactomannan, while cellulases and xylanases play a minor role. These hemicellulases were found to be more stable at 50°C than cellulases or xylanases. This pretreatment also released water-soluble polysaccharides consisting mainly of arabinose and glucose. Trichoderma reesei was unable to produce enzymes capable of hydrolysing this polysaccharide when cultivated on canola meal as substrate.     

g-聚谷氨酸产生菌的筛选及发酵条件

从土壤中筛选分离到一株高产g-聚谷氨酸的菌株PGAN-12,经鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),在含谷氨酸钠和葡萄糖的培养基中可生成大量g-聚谷氨酸,缺少谷氨酸钠和碳源均不能合成g-聚谷氨酸. PGAN-12合成g-聚谷氨酸的合适碳源为葡萄糖,而TCA循环中的有机酸包括柠檬酸均不能使PGAN-12合成g-聚谷氨酸. 最适氮源是酵母膏. PGAN-12是谷氨酸依赖型的g-聚谷氨酸产生菌,在谷氨酸钠浓度为70 g/L时,g-聚谷氨酸取得最大产量18.32 g/L,但在谷氨酸钠浓度为30 g/L时,获得了最大的表观转化率62.1%,此时生成g-聚谷氨酸为14.2 g/L.     

Dry action of Trichoderma reesei cellulases on cotton fabrics

Following treatment with Trichoderma reesei cellulases, the mechanical properties of cotton fabrics were measured to assess the effect of adsorbed enzymes. The ability of adsorbed cellulases to act as anchors for further wet finishing processes was studied. Dried fabric samples, after 105 days under usual storage conditions, showed neither significant strength loss, nor any changes in the degree of polymerisation. After five months of storage, the enzymes were still found to be active. The adsorption of T reesei cellulases produced an increase in staining levels after dyeing with an acid dye, but washing fastness was poor. Washing with soap under alkaline conditions removed proteins almost completely. Adsorption of T reesei cellulases is reversible and desorption increases from pH 5 to pH 10. Because of the protein desorption under usual alkaline washing conditions, no practical application of adsorbed cellulases for further finishing processes is suggested and more work is required.     

柄篮状菌与里氏木霉酶解棕榈纤维效果的比较

以青霉属柄篮状菌和里氏木霉Rut-C30为研究对象,在50 IU/g底物酶用量的条件下,比较研究了这两种菌株各自对棕榈空果串纤维的酶解能力。结果表明,柄篮状菌对纤维素的酶解能好于Rut-C30,96 h后,两者葡萄糖转化率为83.7%、61.7%。Rut-C30对木聚糖的酶解能力相对较好,其木糖转化率为98.3%,而柄篮状菌酶解的木糖转化率仅为33.1%。将两菌株的酶按1∶1酶用量混合后,棕榈纤维的整体水解效果增强,葡萄糖、木糖转化率依次为91.3%和98.1%。该研究为柄篮状菌与木霉混合水解棕榈纤维提供了依据。     

高效制备液相色谱法纯化生物制品的实验研究

以牛血清白蛋白和牛血清红蛋白混合物的分离和工业级枯草杆菌中性蛋白酶的纯化为实验物系，在不同的操作条件下，对自行研制的高效制备液相色谱装置的性能进行了实验研究。结果表明，在适宜的操作条件下，此装置的分离和纯化效果令人满意。     

纤维素直接发酵乙醇微生物的选育──Ⅰ.里氏木霉原生质体钝化与检测

液体培养16至20h的里氏木霉（TrichodermaTeeseiQM9414）菌体，用0．9mol·L-1的氯化钾或20％的蔗糖为高渗缓冲液时，2．5g／L或5．0g／L质量浓度的纤维素酶和蜗牛酶混合液，30℃处理60～180Amin，可以获得稳定的原生质体。用50～55℃处理60min，或紫外线处理5min或0．1％碘乙酸30℃处理40min，原生质体全部失活。用0．03％～0．1％的中性红染色，钝化的原生质体全部着色，这是一种简便检测原生质体失活的新方法。     

餐厨垃圾微生物发酵生产生物饲料的研究

以含水量60%的餐厨垃圾为原料,研究了对其用微生物（热带假丝酵母Candida tropicalis、啤酒酵母Sac-charomyces cerivisiae、枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis）发酵生产生物饲料的工艺条件。确定最佳工艺条件为：餐厨垃圾添加1.5%的尿素,以热带假丝酵母∶啤酒酵母∶枯草芽孢杆菌=1∶1∶1混合菌作为种子液,接种量2%,30℃发酵48h后,50℃烘干。在此条件下所得发酵产物的粗蛋白含量达到28%,比原来增加了4.5%,枯草芽孢杆菌及总酵母菌含量分别在5.2×109 cfu.g-1和8.4×108 cfu.g-1以上,发酵产物有芳香气味,适口性强,具有蛋白饲料和微生态制剂的双重特性。