白腐真菌褐山小薄孔菌固体发酵高产漆酶培养条件的研究

研究了白腐真菌褐山小薄孔菌Antrodiella brunneimontana进行稻草秸秆固体发酵产生高活性漆酶的最佳培养方案。在筛选合适的碳源、氮源和硫酸铜浓度的基础上,进行四因素四水平正交实验,筛选出最优培养方案,即以麦芽浸粉为氮源,其质量浓度为3%(m/V);葡萄糖为碳源,质量浓度为1%(m/V);硫酸铜质量浓度为0.15%(m/V);含水量为80%(wt),在此条件下培养12天产生的漆酶活性可达到最高值304 U/g。     

落叶松附毛孔菌稻草液态发酵产漆酶条件优化

以木质纤维素类物质为主要基质,培养白腐真菌液态发酵产漆酶具有重要应用前景。筛选到一株漆酶高产菌,鉴定为落叶松附毛孔菌Trichaptum laricinum,优化培养条件的基础上,考察稻草和硫酸铜对该菌漆酶产量的影响。正交试验获得T.laricinum最适产漆酶条件为:麦芽浸粉为氮源,其浓度为7 g/L,硫酸铜浓度为80 mg/L,pH值4。液态发酵15 d时该菌漆酶产量达到19.2 U/mL;稻草作为主要营养基质可以显著提高该菌漆酶产量,稻草添加量为4.5 g/L时,漆酶量最大;发酵前期,无Cu~(2+)的培养环境有利于T. laricinum营养生长,在发酵中后期Cu~(2+)加入有利于漆酶分泌,第5 d加入Cu~(2+)效果最好,发酵15d时漆酶产量为23.5U/m L。T.laricinum可以利用稻草为主要基质发酵产漆酶,是一株具有潜在应用价值的漆酶工业生产菌株。     

白腐菌预处理对稻草化学组分及酶水解的影响

采用5株白腐菌预处理稻草,对预处理过程中产生的木质纤维素降解酶系以及稻草化学组分变化进行了分析,研究了预处理对后续纤维素酶水解效率的影响。研究结果表明,5株白腐菌在预处理期间(0~50天)均能检测到漆酶(Lac)、锰过氧化物酶(MnP)和纤维素酶(Cel)活性,但未检测到木质素过氧化物酶(LiP)活性。其中凤尾菇培养第20天Lac活性达到最高,为2244 U/L;平菇培养40天MnP活性最高,达771 U/L;凤尾菇和平菇的木质素降解选择性指数(SI)随着预处理时间延长呈上升趋势,培养至50天时平菇的SI达到1.87,比其它4株白腐菌表现出更好的选择性降解木质素能力。云芝4号、平菇和凤尾菇表现出良好的预处理效果,经此3菌株预处理50天的稻草粉,在每克底物20 FPU酶用量条件下用纤维素酶水解48 h,酶水解总糖转化率分别达到59.6%、56.3%和54.4%。     

不同体系下白腐菌对染料的脱色研究

研究了土豆液体、稻草液体和稻草固体3种培养体系下白腐菌脱色染料的特性。结果表明,含稻草秸秆的培养体系均能较好促进菌株生长、木质素酶系分泌和染料脱色。稻草液体培养体系下生物量在第12天高达3.1g/L;稻草固体培养体系下白腐菌主要分泌漆酶,其次还有锰过氧化物酶和木素过氧化物酶,其中漆酶活力在第5天高达428U/mL,是稻草液体培养体系中漆酶活力的2.9倍;稻草液体和固体培养体系下,菌株分别在第8天和第5天对染料脱色高达90.85%和92.78%,远超过土豆液体培养体系。     

选择性降解木质素白腐菌筛选的研究

对国内外15种产漆酶的白腐菌进行初步筛选,从中获得7株产漆酶活性较高的菌株。经对木材降解能力的分析及在培养过程中所产各种酶酶活的测定,得到了2株产漆酶酶活高、降解木质素选择性优良的菌株,其中Flammulinavelutipes和My-1两菌株经14天液体培养,漆酶酶活高达214IU/mL和231IU/mL。杨木经其处理30天后木质素降解率达到22.67%和15.46%。     

桦剥管孔菌固态发酵纤维素酶及发酵基质酶解

建立纤维素酶固态发酵与生物预处理相耦合工艺。实验优化固态发酵条件,测定发酵基质结晶度及酶解糖化得率。结果表明3 g稻草粉为基质,0.5%淀粉为碳源,1%蛋白胨为氮源,0.5%芦丁,初始pH值为5,发酵14d,褐腐真菌Piptoporus betulinus产CMC酶活力达到76.46 U/g,滤纸酶活力达到7.75 U/g;酶解糖化阶段减少外源纤维素酶量36.05%;P.betulinus降解固态基质中的无定型纤维素,暴露结晶纤维素,提高发酵基质的酶解糖化得率184%。     

纤维素降解菌的筛选、酶活及对稻草秸秆的降解研究

以滤纸条为唯一碳源培养基对富含纤维素的土样微生物进行富集培养,再用刚果红纤维素琼脂培养基筛选降解效果好的菌株,根据菌落形态及显微结构进行鉴定,并测定其发酵液的FPAase酶活和对稻草秸秆的降解情况。通过刚果红纤维素琼脂培养基筛选得到的最具纤维素分解能力的真菌经形态鉴定为冬克青霉(Penicillium donkii),该菌在含有羧甲基纤维素钠的液体培养基中28℃,180 r/min培养,在第8d酶活力达到最大为15.0 U/m L。接种菌株21d的稻草纤维素含量由接种前的30.30%减少至26.36%。青霉1-4为冬克青霉,对纤维素有一定的降解能力,可以加速对稻草秸秆中纤维素的降解。     

白毒鹅膏菌漆酶的诱导及其对直接黑G的脱色作用

白毒鹅膏菌是一种重要的产生胞外漆酶的菌株.探讨了漆酶在各种营养条件下的分泌情况以及对直接黑染料的降解情况.结果表明,以麸皮作为碳源,酵母膏作为氮源,在120 r/min的转速下培养,漆酶的产量最高.另外染料在较低质量浓度(10 mg/L)时,漆酶对染料的降解迅速而彻底,在pH=4.5、50℃条件下,偶氮染料直接黑G能被粗酶液(10 U/L)有效地降解,在120 r/min时降解率达到84.4%.     

杂色云芝产木质纤维素酶及对稻草秸秆的降解

在外加碳源和氮源的固态稻草秸秆基质上,对杂色云芝生长过程中产酶活性、主要化学成分及结构进行了分析. 结果表明,不同的碳源、氮源浓度对所产酶活性有较大影响,除产半纤维素酶的最佳条件是低碳低氮外(0.15%的葡萄糖和0.03%氯化铵),其他如纤维素酶、木质素过氧化物酶、锰依赖过氧化物酶和漆酶产生的最佳条件都是高碳低氮(2%的葡萄糖和0.03%氯化铵). 各种酶在稻草秸秆的降解中起着关键作用,酶活性直接影响主要化学成分的降解率. 纤维素和半纤维素的降解对木质素的降解有明显的促进作用. 经过32 d的培养,稻草秸秆中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为65.39%, 45.11%和39.16%. 经过降解,秸秆结构发生了明显的变化.     

白构菌液体发酵合成漆酶的培养条件研究

提高底物碳源的聚合度和采用有机氮源有利于诱导白构菌 (Flammulinavelutipes)合成漆酶 ,实验结果表明选择淀粉和黄豆粉作为白构菌液体发酵制取漆酶的碳源和氮源有良好的效果。采用振荡培养能够强化白构菌液体发酵体系内的传质作用 ,更适于菌体的生长及漆酶的合成。以1 80r/min速率振荡培养白构菌 1 6d ,漆酶活力可达到 3 0 8IU/mL ,比静置培养提高 83 .3 %。经活化后的白构菌接种并在振荡条件下培养可显著提高漆酶活力 ,1 80r/min振荡培养 6d后漆酶活力可达到 1 749IU/mL。     

菌种L3深层发酵产漆酶及其对废水脱色的研究

对菌种Trametes versicolor SYBC-L3发酵产漆酶的碳氮源进行了优化,研究了菌株L3漆酶的性质及其在毛纺废水脱色中的作用。结果表明,其最佳发酵碳氮源为:麦芽糖12g/L、豆粕4g/L,优化后的漆酶的酶活在第8天可高达48400U/L;酶最适反应温度为50℃,在70℃以下保温1h,仍然有70%的剩余活力,其最适pH为3.5,在pH4～8下保温24h,仍然有70%以上的活力。用L3漆酶处理毛纺废水,20min脱色率达到70%,有较好的脱色效果。     

秸秆的自加热及自燃特性研究

针对秸秆堆积储存和制粉过程中的自燃问题，采用杜瓦瓶自加热装置对稻草（RS）、麦秸（WS）、玉米秸秆（CS）堆积储存的自加热过程进行研究，并考察含水量对自加热的影响；同时，采用慢速升温的热重分析方法对3种秸秆的低温氧化特性进行研究。自加热实验结果显示：3种秸秆的自加热过程遵循相同的规律（均分为诱导期、温度上升期和温度下降平稳期3个阶段），且含水量越高，自加热能力越强；其中稻草的自加热能力最强，麦秸最弱。低温氧化特性实验结果表明：相较于麦秸，稻草和玉米秸秆的低温氧化、热解能力较强，制粉时具有较高的自燃风险。综合3种秸秆的自加热能力和低温氧化特性，稻草和玉米秸秆堆积储存和制粉过程中具有较高的自加热及自燃风险。     

蔗渣硫酸盐浆漆酶/介体(LMS)生物漂白的影响因素

进行了蔗渣硫酸盐浆漆酶 /介体 (LMS)生物漂白的研究 ,分析了漆酶用量、NHA用量、氧压、pH值、处理温度和时间对漂白效果的影响 ,优化了蔗渣硫酸盐浆LMS漂白工艺     

3D打印石膏粉末流动性的响应曲面优化试验研究

基于响应曲面法的中心复合设计(CCD)法设计了3D打印石膏粉末流动性优化试验,考察疏水性纳米二氧化硅和可溶性淀粉掺量对3D打印石膏粉末流动性的影响,并对优化效果下制备的3D打印粉末进行打印机铺粉、表面形貌和流速的分析、验证。结果表明:在疏水性纳米SiO₂掺量为1%(质量分数)、可溶性淀粉掺量为3%(质量分数)的条件下,石膏流动性能改善效果最佳,相较于未改性的石膏提高了38%,得到了响应变量粉末流动性与疏水性纳米二氧化硅和可溶性淀粉掺量的非线性回归方程,流动性最佳优化预测值与实测值相对误差仅为0.31%;最佳优化条件下,改性石膏粉末流速为3.16 g/s,可连续流动,粉层表面均匀无明显缺陷。本研究提高了石膏基粉末3D打印的精确度,有利于石膏材料在3D打印中的应用。     

漆树漆酶催化甘蔗渣纸浆漂白的研究

利用漆树漆酶在无介体存在条件下对甘蔗渣纸浆进行生物漂白,初步探索了反应时间、漆树漆酶用量、温度及酸度对甘蔗渣纸浆白度的影响。结果表明,在浆浓为3%,漆树漆酶用量1.6 mL/g(对干浆),漂白时间20 min,反应温度20~50℃,pH值为6.1~8.1时,甘蔗渣纸浆白度可提高4%~5%ISO。     

漆酶与木聚糖酶预处理对稻草蒸煮性能影响的比较

利用木聚糖酶和漆酶对稻草进行预处理,以改善后续的蒸煮性能。研究了不同酶用量对酶预处理效果的影响;同时比较了两种酶预处理对蒸煮性能的影响。结果表明木聚糖酶和漆酶对稻草预处理均能达到改善纸浆性能的目的。较佳的酶用量分别为20IU/g和30IU/g。在提高蒸煮得率、浆料强度方面漆酶优于木聚糖酶,与未处理和木聚糖酶化学浆相比实际得率分别提高13.11%和8.79%;裂断长提高34.2%和5.54%;耐破指数提高23.81%和7.22%;撕裂指数提高78.59%和3.26%。木聚糖酶预处理对改善浆料白度方面则优于漆酶,与未处理浆和漆酶生物化学浆相比分别提高5.3%和0.6%(SBD)。     

Biodegradation of coffee pulp tannin by Penicillium verrucosum for production of tannase,statistical optimization and its application

Coffee pulp is a primary by-product produced during coffee processing and represents 30% of the coffee fruit on a dry-weight basis. A novel potential tannin degrading fungi was isolated from coffee by-products. Among the various fungi isolated, Penicillium sp. CFR303 was found to be potent with 66.5 ± 0.9% tannin degradation. The potent tannin degrader was identified as Penicillium verrucosum using internal transcribed spacer's (ITS) −5.8S rDNA analysis. Solid state fermentation was carried out on coffee pulp as a sole carbon source and yielded 28.173 ± 1.4 U/gds of tannase. Further, 3.93 fold increase in tannase production (115.995 U/gds) was achieved using central composite rotatable design, a statistical approach. Model validations showed excellent agreement between the experimental results and the predicted responses with a confidence level of 95%. Coffee pulp accounts to 8–10% tannin content and the present study demonstrates coffee pulp as an excellent substrate for production of value added products. Aonla and pomegranate juice were treated with partially purified tannase and the degradation of tannins was evident by changes in the physicochemical parameters of the juice. Thus, the present investigation signifies utilization of coffee pulp for production of tannase as value addition and its potential application in the food industry.     

汽爆秸秆对磷矿粉溶解作用及其溶解残渣对小麦生长的影响

为探究生物质对磷矿粉的溶解作用，以玉米秸秆为原料，利用蒸汽爆破（汽爆）技术释放有机酸，在高温水热条件下溶解磷矿粉并制备含磷腐殖酸。通过实验对汽爆秸秆溶解磷矿粉工艺进行了探究及优化，并利用傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线荧光光谱（XRF）进行分析和表征。研究结果表明：15 g汽爆秸秆与1 g磷矿粉以及75 mL水在170℃、加入10% CaCl₂的条件下，反应3 h的溶磷量为1.46 mg/g（以秸秆质量计，下同）。加入与磷矿粉相同质量的NaHSO₄后可使体系pH值降低至2，pH值的降低是磷溶出的关键因素，溶磷量提高为13.10 mg/g。溶磷后的秸秆制备腐殖酸作为小麦盆栽肥料，用量0.2%时，小麦株高、根长、叶绿素含量和相对电导率均显著高于空白组。