降解秸秆的纤维素酶产生菌的筛选及产酶条件研究

从土壤、霉变的农产品和实验室保存的真菌中筛选到15株产纤维素酶的菌株,其中绿色木霉T206产酶能力最强。利用液体发酵,研究了碳源、氮源、接种量、起始pH值、培养时间等对菌株产酶的影响,以及该菌株所产纤维素酶的种类。在最适条件下菌株培养96h后,羧甲基纤维素酶活(CMCA)最高达到7654.33U,是优化前酶活的1.7倍,滤纸酶活(FPA)达到1675.12U。     

麸皮对里氏木霉Rut C-30产 纤维素酶的促进作用

本研究尝试通过里氏木霉Rut C-30添加适量的麸皮以及利用实验设计软件Design-Expert寻找适宜的麸皮与微晶纤维素的配比来研究麸皮对里氏木霉Rut C-30产纤维素酶的影响.结果表明,适当的麸皮添加量能够促进纤维素酶的生产;通过二元二次正交旋转组合设计,确定了微晶纤维素添加量和麸皮添加量分别为12.23和23.50 g/L的优化产酶条件.此条件下,在250 mL摇瓶中滤纸酶活达到6.383 FPIU/mL,得率系数为521.913 FPIU/g;在.5 L发酵罐中,滤纸酶活为6.80 FPIU/mL,得率系数为556.582 FPIU/g.相比于优化前,优化后摇瓶实验和发酵罐实验中滤纸酶活分别提高了14.24%和1.403%.而纤维素酶的得率系数却分别降低了6.584%和4.005%.分别以酸解杨木残渣和蒸汽爆破杨木浆替代微晶纤维素作为碳源,最终获得最高滤纸酶活1.953 FPIU/mL和1.45 FPIU/mL.     

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。     

里氏木霉Rut-C30产纤维素酶培养基优化及其酶解特性

以廉价的工业纤维素诱导里氏木霉Rut-C30产纤维素酶,并对液体深层发酵培养基进行优化,采用响应面中心组合设计,以滤纸酶活为响应值,考察工业纤维素、麦麸、大豆粉浓度对纤维素酶活的影响. 结果表明,优化后的培养基组成为：工业纤维素35.62 g/L、麦麸19.37 g/L、大豆粉38.49 g/L,该条件下滤纸酶活达9.13 IU/mL,比优化前提高了72.26%,葡萄糖苷酶酶活提高了80.39%. 在121℃下用2% NaOH对玉米秸秆预处理45 min,物料中纤维素含量达64.94%,用该粗酶液酶解后酶解得率为94.68%.     

麸皮对里氏木霉Rut C-30产纤维素酶的促进作用

本研究尝试通过里氏木霉RutC-30添加适量的麸皮以及利用实验设计软件Design-Expert寻找适宜的麸皮与微晶纤维素的配比来研究麸皮对里氏木霉RutC-30产纤维素酶的影响。结果表明,适当的麸皮添加量能够促进纤维素酶的生产：通过二元二次正交旋转组合设计,确定了微晶纤维素添加量和麸皮添加量分别为12．23和23．50g/L的优化产酶条件：此奈件下,在250mL摇瓶中滤纸酶活达到6．383FPIU／mL,得率系数为521．913FPIU／g;在7．5L发酵罐中,滤纸酶活为6．807FPIU／mL,得率系数为556．582FPIU／g。相比于优化前,优化后摇瓶实验和发酵罐实验中滤纸酶活分别提高了14．247％和17．403％,而纤维素酶的得率系数却分别降低了6．584％和4．005％。分别以酸解杨木残渣和蒸汽爆破杨木浆替代微晶纤维素作为碳源,最终获得最高滤纸酶活1．953FPIU／mL和1．745FPIU／mL。     

降解水葫芦中纤维素的优良菌株的筛选

在腐烂的水葫芦中利用刚果红平板染色法分离筛选具有产纤维素酶活性的四株菌株,通过考察其产纤维素酶活力及降解水葫芦的水平,从而筛选出一株产纤维素酶活较高同时能高效降解水葫芦的优良菌株D1。在降解水葫芦的过程中,CMC酶活最高为2.262μmol/min.mL,滤纸酶活最高为1.592μmol/min.mL。D1菌株发酵液中10天左右的还原糖质量浓度达到2.273 g/L,14天降解水葫芦达到39.13%。经初步鉴定该菌株为绿色木霉。     

产纤维素酶增效蛋白菌株的筛选及培养条件优化

为了寻找高效的产纤维素酶增效蛋白菌株,建立一种筛选方法从土壤中筛选得到一株产纤维素酶增效蛋白的细菌POEP1,其所产增效蛋白对纤维素酶(来源于黑曲霉Aspergillus niger)的滤纸酶活有明显的增效作用,通过对其进行16SrDNA分类鉴定,确定该菌株为栖稻假单胞菌(Pseudomonas oryzihabitans)。为进一步提高POEP1产纤维素酶增效蛋白的水平,对其培养条件进行优化。采用单因子试验筛选出最佳碳源为麦麸,最佳氮源为黄豆粉。再通过Plackett-Burman设计对与发酵相关的11个因子进行试验,筛选出麦麸、黄豆粉和KH2PO4为3个主要显著因子;由Box-Behnken实验结合响应面分析确定主要因子的最优水平为:麦麸质量浓度32.3 g L 1,黄豆粉质量浓度24.7 g L 1,KH2PO4质量浓度4.36 g L 1。优化后纤维素酶增效蛋白的产量提高1.7倍,增效活力由15.79 U mL 1增至43.31 U mL 1。     

以里氏木霉制备纤维素酶的研究

以里氏木酶（Trichoderma reesei Rut C-30)为产酶菌株,采用不同纤维底物（麸皮,玉米皮及玉米秸杆）制备纤维素酶,研究其酶解效果及酶系构成。研究表明,玉米秸杆底物最佳,滤纸酶活达到1．87IU/mL,产酶收获期为112h,麸皮底的收获期最短,达48h但滤纸酶活最低,达0．76IU/mL,产酶时间长短将影响酶系构成,时间长酶系结构合理,滤纸酶活高。     

一株产纤维素酶镰刀菌的筛选、鉴定与酶学性质

根据菌株菌落、菌丝体、孢子等形态特征及其生理特性,初步鉴定高产纤维素酶的丝状真菌为尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum),命名为XA-1。考察了不同碳源及氮源、培养温度、初始pH等因素对XA-1产酶的影响,并研究了该菌所产纤维素酶酶学性质及酶解性能。该菌的最适产酶条件为:分别以水葫芦和硫酸铵为碳、氮源,30℃,pH 5.0,培养6 d后,内切葡聚糖酶(CMCase)、β-葡萄糖苷酶(β-Gluase)和滤纸酶活力(FPA)分别达到4 083.2、3 258.8 U/g和773.2 U/g(成熟曲)。CMCase、β-Gluase最适反应温度为45℃,FPA则为55℃;CMCase、β-Gluase和FPA的最适反应pH分别为5.0、4.5和5.0。菌株XA-1纤维素酶酶解香蕉秆或水葫芦32 h后,酶解得率分别达到27.3%和29.8%。菌株XA-1在纤维素酶开发及转化秸秆类纤维素为可发酵糖方面显示出较好的应用前景。     

绿液预处理玉米秸秆产纤维素酶的研究

研究了绿液预处理玉米秸秆对里氏木霉产纤维素酶的影响。通过正交试验考察3个预处理条件对玉米秸秆产纤维素酶的影响,从极差和方差分析可知,对绿液预处理玉米秸秆产纤维素酶的影响程度由大到小依次是总碱量、蒸煮温度、硫化度,最大滤纸酶活(FPA)达到2.6 IU/mL。比较在蒸煮温度140 ℃和170 ℃,总碱量4 %,硫化度0、20 %、30 % 与40 %下所产的FPA,经综合评定,在最优条件下蒸煮温度140 ℃,总碱量4 %和硫化度0时可以尽量避免原料损失的前提下,保证FPA的大小,结果表明,里氏木霉利用绿液预处理玉米秸秆来产纤维素酶是可行的。以蒸煮温度140 ℃,总碱量4 %和硫化度0的条件下绿液预处理得到的玉米秸秆为碳源,碳源浓度为12 g/L,FPA和β-葡萄糖苷酶活(β-GA)分别达到2.5 IU/mL和1.3 IU/mL,产酶周期5 d。     

黄曲霉YZC产纤维素酶的固态发酵条件优化

为了提高黄曲霉YZC固态发酵所产纤维素酶的酶活力,采用单因素试验分别研究了碳源、氮源、氮源质量浓度、培养温度、培养时间、初始p H值、接种量对纤维素酶酶活的影响。优化后的固态发酵条件为：碳源为质量比3∶2的稻草粉与麸皮,氮源为NH4Cl,其质量浓度为10 g/L,培养温度为30℃,培养时间为7 d,初始p H值为4.0,接种量为20%。在此基础上,采用响应曲面法对影响纤维素酶活的3个因素包括氮源NH4Cl的质量浓度、培养时间、初始p H值进行优化,以期提高纤维素酶酶活。通过响应曲面分析得到滤纸酶活力与这三个因素的最优回归方程,确定滤纸酶活力最大时的最佳组合为NH4Cl质量浓度为8.5 g/L、培养时间为6.5 d、初始p H值为4.5,该条件下滤纸酶活力为10.87 IU/m L,是优化前的2.39倍,并与响应曲面拟合所得方程的预测值10.50 IU/m L符合良好。     

响应面法和变温培养优化海洋黑曲霉产纤维素酶发酵条件

选用响应面法和变温培养相结合的方法,优化了一种海洋黑曲霉生产耐盐性纤维素酶的液体发酵条件。首先通过单因素实验初步确定碳源、氮源、温度、表面活性剂、接种量、装液量以及初始pH;随后选择Plackett-Burman(PB)设计挑选出影响滤纸酶活(FPA)的主要成分:麸皮和吐温-80(Tween-80);再通过爬坡实验,使麸皮和吐温-80浓度接近最大酶活区域;接着选择响应面分析快速有效地求得该菌株产耐盐性纤维素酶的最佳培养基配方;最后进行了变温培养实验确定适宜的稳定期培养温度。得到的优化发酵条件为:麸皮5.53%(w),玉米浆0.5%(w),磷酸二氢钾0.2%(w),Tween-80 0.197%(w),初始pH 5.0,接种量8%(mol),装液量40 m L,180 r/min,37℃培养2 d后继续28℃培养2 d。优化后的滤纸酶活为0.566 U/m L,与未优化时的酶活(0.283 U/m L)相比增加了94.5%。     

中心组合响应面优化里氏木霉B4菌产纤维素酶培养基组成研究

利用中心组合响应面优化了里氏木霉B4菌产纤维素酶的工艺,经过三因素五水平及两因素五水平两次优化,产酶条件得到了优化,采用较为廉价的碳氮源玉米芯及硫酸铵,最优产酶工艺组成为ρ(玉米芯)=75g/L、ρ(硫酸铵)=12g/L,滤纸酶活为3.12FPU/mL,较优化前提高58.38%,回归模型的p=0.0030.05,模型显著可以用于对实验结果的预测。     

粗糙脉孢菌固态发酵产纤维素酶工艺优化

从青储饲料中分离得到一株产纤维素酶能力较强的丝状真菌,经形态学和26SrDNA D1/D2区序列比对分析,确认该菌株属粗糙脉孢菌(Neurospora crassa)。通过单因素实验和正交实验探讨了碳源、氮源、无机盐、料水比、培养温度、培养时间对菌株固态发酵产纤维素酶的影响。确定最适产酶工艺为:碳源麸皮与稻草秆的质量比6∶4、氮源3%(NH4)2SO4、料水比1∶1.5(g∶mL)、培养温度30℃、培养时间60h,无机盐KH_2PO_4和MgSO_4对产酶影响不显著,在最适产酶工艺下,固态发酵产纤维素酶酶活达到251.27U·g-1以上。     

酸/碱预处理对两株木霉降解玉米秸秆效果的影响

研究了木霉菌(Trichoderma jw-1)、木霉菌(Trichoderma jw-2)及曲霉(Aspergillus xm.)在相同培养条件下,以纤维素为碳源产葡聚糖内切酶活力(CMC酶活)及滤纸酶活力(FPA酶活)的情况,并将其进行混合培养发酵,研究了不同菌系配比对CMC酶活及FPA酶活的影响。并以CMC酶活及FPA酶活作为指标,利用不同化学法处理玉米秸秆,对预处理条件进行了优化。结果表明:Trichoderma jw-1与Trichoderma jw-2组合产纤维素酶量最高,CMC酶活可达2.76 U/mL,FPA酶活可达1.52 U/mL;经10%NaOH预处理后,Trichoderma jw-1与Trichoderma jw-2的复合菌系降解秸秆效率最好,秸秆干粉失重率可达76.8%。     

工业纤维素酶水解效率的影响因素分析

研究了影响工业纤维素酶Accellerase 1000水解效率的因素,及Accellerase 1000、Spezyme CP和Novozyme 188在不同水解状态下失活情况和葡萄糖对纤维素酶的抑制情况。结果表明反应器类型对水解影响不大,而固含量、酶量、搅拌速率和温度对Accellerase 1000水解效率影响很大。在醋酸缓冲液中,Accellerase 1000的滤纸酶活和纤维二糖酶活失活速率最快;在有木质素存在的醋酸缓冲液中相比各纤维素酶的滤纸酶活失活变慢,但纤维二糖酶失活加快;在滤纸水解过程中,Spezyme CP和Novozyme 188相对较为稳定。葡萄糖对纤维素酶有明显的抑制作用。     

外切-β-葡聚糖酶基因重组里氏木霉的筛选及其产酶性能

外切-β-葡聚糖酶是纤维素酶的重要组分之一,提高该组分的活力是增强纤维素酶协同降解性能、降低纤维素水解成本的关键。分别采用微晶纤维素琼脂平板法和滤纸崩解法,对已有的基因重组转化子进行筛选试验,获得了6个优良转化子,其滤纸崩解速率和微晶纤维素琼脂平板上的生长速率都较大。进一步在摇瓶条件下进行复筛试验,获得了外切-β-葡聚糖酶(C1)高产转化子Trichoderma reesei ZU-101,液体培养48 h,其C1酶活力可达18.24 U·ml-1,是出发菌株的2.16倍;分析结果表明:重组转化子的纤维素酶体系中内切-β-葡聚糖酶和纤维二糖酶的活力与出发菌株相比变化不大,但由于外切-β-葡聚糖酶活力得到了大幅度提高,纤维素酶的总活力(滤纸酶活力FPA)也提高了61.9%。采用纤维素酶对碱预处理玉米秸秆进行酶解试验,当酶用量为20 FPIU·(g底物)-1,水解48 h,重组转化子T.reesei ZU-101纤维素酶的酶解得率高达94.4%。本文的研究结果在可再生纤维素资源的生物转化与利用方面具有广阔的应用前景。     

一株纤维素酶高产菌的筛选、鉴定与产酶研究

从蘑菇培养基质中筛选到一株纤维素酶高产菌株,将其命名为SAISA10,经形态学及分子生物学鉴定,确认该菌为真菌Hypocreales sp.。发酵产酶条件分析结果表明,该菌株最佳发酵条件为:发酵时间3d、发酵温度40℃、pH值4.0、m(羧甲基纤维素钠)∶m(麸皮)=1∶1(g∶g)、(NH4)2SO4含量0.8g·(100mL)-1。酶学性质初步研究结果表明,该菌株所产纤维素酶的最适酶解条件为:温度45~55℃、pH值4.0;最佳稳定条件为:温度40℃、pH值4.5。菌株SAISA10是一株高产纤维素酶的真菌,在高温和低pH值下仍有高活性和稳定性,具有较高的开发价值。     

里氏木霉LW1产纤维素酶的酶学性质

研究了里氏木霉LW1所产纤维素酶的主要酶学性质。结果表明,该纤维素酶的最适温度为50℃,最适pH值为4.8;在30～50℃,pH 4.0～6.0范围内有较高的稳定性;90℃处理15 min,酶粉的CMC酶活和FPA酶活保存率分别为38.66%和52.68%;Ca2+、K+、Na+、Mg2+离子对酶活有激活作用,Mn2+、Zn2+、Cu2+离子有抑制作用。     

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%。