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。     

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。     

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%。     

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。     

溶氧对几种真菌漆酶发酵的影响

通过振荡和静置培养红灵(G.lucidum Karst)、日本赤芝(G.sp.)、阿魏侧耳(P.ferulae)、平菇苏研7号(P.ostreatusSY7)和平菇2106(P.ostreatus2106)5种真菌,发现发酵过程中溶氧对它们产漆酶能力影响很大。红灵和日本赤芝振荡培养的酶活分别是静置培养的12.86和3.5倍;阿魏侧耳振荡培养的酶活是静置培养的2倍;5种菌株振荡培养时以日本赤芝的酶活为最大(118.01 U/mL);平菇苏研7号静置培养时酶活是振荡培养的4.8倍;平菇2106振荡培养时酶活几乎为0,而静置培养时酶活高达113.5 U/mL。目前所研究和报道的漆酶产生菌多为需氧发酵菌,该实验发现平菇2106菌株能在静置培养(厌氧发酵)条件下高产漆酶(经发酵培养基初步优化漆酶产量可达337.31 U/mL),具有很大的应用前景。     

高产纤维素酶菌株的筛选及产酶条件的研究

植物纤维是自然界最丰富的资源,筛选高产纤维素酶菌株,降低纤维素酶的生产成本,让植物纤维变废为宝一直是研究热点。从腐烂植物叶片中分离到一株高产纤维酶菌株CXYJ-1。对CXYJ-1菌株进行发酵培养条件的研究,结果表明,以豆饼粉为碳源,(NH_4)_2SO_4为氮源,培养温度为35～37℃,初始pH=5,培养96 h,产酶活力最高,CMC酶活为4.8 U/mL,FP酶活为4.5 IU/mL。     

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。     

秸秆纤维素降解菌的筛选及其产酶特性研究

为研究微生物对秸秆纤维素降解的影响,从腐化秸秆样品中分离出微生物菌株,经透明圈试验和酶活力测定得到了2株高效的秸秆纤维素降解菌,通过革兰氏染色镜检显示两株菌均为阴性菌,其中菌株(1)的16S rDNA与Pelomonas.序列比对相似度高达99%,而菌株(2)的16S rDNA与Curvibacter.序列比对相似度高达100%;由此可得,菌株(1)为Pelomonas.属并命名为Pelomonas gx.,菌株(2)为Curvibacter.属并命名为Curvibacter zj.。经拮抗实验可知,两菌株间具有很好的兼容性,并对复合菌系(Pelomonas gx.+Curvibacter zj.)的产酶特性进行了初步研究。研究结果表明,复合菌系Pelomonas gx.+Curvibacter zj.在温度35℃、pH为6.5、蛋白胨为氮源的条件下培养4d产酶最优,产酶能力明显高于单一菌株,其在结合10%Na OH预处理后秸秆降解率最高,秸秆干粉失重率可达78.10%。     

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。     

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。     

回转条件下微生物产酶表征

选定3株高产淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶的细菌(枯草芽孢杆菌)、放线菌(链霉菌)和丝状真菌(里氏木霉)作为模式菌株,研究了在回转条件下单独发酵产酶及混合培养产酶过程及能力。结果表明,枯草芽孢杆菌、链霉菌和里氏木霉在pH值6.0～7.9之间都可生长。在回转条件下发酵30d,枯草芽孢杆菌维持一定产淀粉酶和蛋白酶能力;链霉菌能够产少量的蛋白酶和淀粉酶;里氏木霉除了具有一定的产纤维素酶能力外,也能产少量的蛋白酶和淀粉酶。将3株菌进行分步混合培养,发酵过程中均能保持较高的淀粉酶活力和蛋白酶活力,在20d和30d的发酵液中检测不到纤维素酶活力。     

Ca~(2+)、Mg~(2+)对剩余污泥自培养产酶影响

为提高剩余污泥投加复合菌后产水解酶效果,探讨了添加Ca⁽²⁺⁾、Mg(2+)、Mg⁽²⁺⁾对剩余污泥自培养产酶中污泥水解的影响。结果表明,未加Ca(2+)对剩余污泥自培养产酶中污泥水解的影响。结果表明,未加Ca⁽²⁺⁾、Mg(2+)、Mg⁽²⁺⁾的空白组,蛋白酶和淀粉酶活力均呈现第1 d上升至最大值,后持续降低的趋势。添加0.03 mol/L Ca(2+)的空白组,蛋白酶和淀粉酶活力均呈现第1 d上升至最大值,后持续降低的趋势。添加0.03 mol/L Ca⁽²⁺⁾组的蛋白酶活力第1 d快速升至246.14 U/mL,后持续上升,并在第7 d酶活力达最大值340.07 U/mL,蛋白酶活力最大值较空白组增加了53.94%;淀粉酶活力在第1 d快速升至351.02 U/mL后快速下降,第7d酶活力为70.79 U/mL,淀粉酶活力最大值较空白组增加了51.93%,表明添加0.03 mol/L Ca(2+)组的蛋白酶活力第1 d快速升至246.14 U/mL,后持续上升,并在第7 d酶活力达最大值340.07 U/mL,蛋白酶活力最大值较空白组增加了53.94%;淀粉酶活力在第1 d快速升至351.02 U/mL后快速下降,第7d酶活力为70.79 U/mL,淀粉酶活力最大值较空白组增加了51.93%,表明添加0.03 mol/L Ca⁽²⁺⁾可以提高灭菌污泥自培养产酶效果。而添加0.06 mol/L Ca(2+)可以提高灭菌污泥自培养产酶效果。而添加0.06 mol/L Ca⁽²⁺⁾组酶活力呈下降趋势,表明高浓度Ca(2+)组酶活力呈下降趋势,表明高浓度Ca⁽²⁺⁾对产酶有抑制作用。添加0.03 mol/L或0.06 mol/L Mg(2+)对产酶有抑制作用。添加0.03 mol/L或0.06 mol/L Mg⁽²⁺⁾,不能提高产酶效果,但能维持酶活力稳定。添加合适浓度Ca(2+),不能提高产酶效果,但能维持酶活力稳定。添加合适浓度Ca⁽²⁺⁾、Mg(2+)、Mg⁽²⁺⁾能强化剩余污泥产酶过程中污泥水解效果,促进污泥上清液中有机物水解。     

荧光假单孢菌高活性木聚糖酶产酶研究

从盐碱土中获得一样荧光假单孢菌（P.flu．01）,研究了该菌木聚糖酶产酶条件。虽然木聚糖为木聚糖酶产酶最佳碳源,但以未处理的玉米芯为碳源,胰蛋白际和酵母混音为氮源时．经60h培养后,木聚糖酶活高达164．OIU／mL,而CMC酶活很低,只有0．29IU/mL。同时该菌对pH值具有广泛的适应性,在起始pH＝6．0－11．0范围内其木聚糖产酶能力相差不大。有机氛胰蛋白股和酵母混音比无机氛更有利于酶活的提高,并且木聚糖酶活力的提高和有机氟含量增加成正比。玉米芯的物理状态即粗细度对产酶影响不大,但玉米芯的含量增加对广酶有强烈的挺进作用。该酶最合适pH值为6．5,最适反应温度为50℃。     

牛粪中高温纤维素降解菌的性能研究

对从牛粪中分离出来的高温单孢菌(Thermomonospora sp.)SQ3菌株的生物学特征进行了研究,包括菌种生化鉴定培养和产纤维素酶及其培养条件等的研究。降解纤维素结果显示SQ3在纤维素刚果红培养基上4天可见明显的分解纤维素透明圈。产酶条件研究显示:SQ3在发酵时间5天,发酵温度55℃,pH7.0～8.0,尿素氮源,玉米秸秆碳源的条件下产CMC酶性能最佳,在发酵8天时,产FPA酶达到最高峰值。     

酶催化合成L-半胱氨酸产酶培养基及产酶条件的研究

假单胞菌(Pseudomonas sp.)TS1138经DL-2-氨基-△2-噻唑啉-4-羧酸(DL-ATC)的诱导,在菌体内能产生催化该诱导物生成L-半胱氨酸的酶系.对产酶培养基及产酶条件进行了研究,得出DL-ATC的最适添加量为0.5%,最适碳源为葡萄糖,最适氮源为尿素,最适培养温度为27～29℃,最适摇瓶装液量为40mL.根据摇瓶优化结果,进行了7 L罐试验,酶活力最高达1 780 U/mL.     

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。     

培养基成分对里氏木霉合成木聚糖酶的影响

以里氏木霉(Trichoderma reesei)Rut C-30为产酶菌,研究了碳源、氮源和碳氮比对木聚糖酶合成的影响.结果表明粗木聚糖和亚硫酸盐纸浆混合作为碳源有利于木聚糖酶的合成,碳源中随着亚硫酸盐纸浆含量的增多,合成的木聚糖酶活先上升后下降,当碳源为粗木聚糖(5g/L)与亚硫酸盐纸浆(2g/L)的混合物时,木聚糖酶活最高,与单独用7g/L的粗木聚糖为碳源相比,木聚糖酶活提高了56.66%.混合氮源的产酶效果比单一氮源的产酶效果好,其中尿素、蛋白胨和酵母浸膏按一定的比例混合作为氮源产酶效果最好,木聚糖酶活达138.56 IU/mL,单一氮源中有机氮源产酶效果比无机氮源稍好.随着碳氮比的增加,木聚糖酶活值先上升后下降,以粗木聚糖为碳源,里氏木霉合成木聚糖酶的较适碳氮比为7.2左右.     

Ca~(2+)、Mg~(2+)对剩余污泥自培养产酶影响

为提高剩余污泥投加复合菌后产水解酶效果,探讨了添加Ca~(2+)、Mg~(2+)对剩余污泥自培养产酶中污泥水解的影响。结果表明,未加Ca~(2+)、Mg~(2+)的空白组,蛋白酶和淀粉酶活力均呈现第1 d上升至最大值,后持续降低的趋势。添加0.03 mol/L Ca~(2+)组的蛋白酶活力第1 d快速升至246.14 U/mL,后持续上升,并在第7 d酶活力达最大值340.07 U/mL,蛋白酶活力最大值较空白组增加了53.94%;淀粉酶活力在第1 d快速升至351.02 U/mL后快速下降,第7d酶活力为70.79 U/mL,淀粉酶活力最大值较空白组增加了51.93%,表明添加0.03 mol/L Ca~(2+)可以提高灭菌污泥自培养产酶效果。而添加0.06 mol/L Ca~(2+)组酶活力呈下降趋势,表明高浓度Ca~(2+)对产酶有抑制作用。添加0.03 mol/L或0.06 mol/L Mg~(2+),不能提高产酶效果,但能维持酶活力稳定。添加合适浓度Ca~(2+)、Mg~(2+)能强化剩余污泥产酶过程中污泥水解效果,促进污泥上清液中有机物水解。     

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。     

重组里氏木霉产漆酶及其在含活性艳蓝KN-R印染废水脱色中的应用

由血红密孔菌(Pycnoporus sanguineus)产生的漆酶耐热性能良好,具有重要工业应用价值,但该菌的产酶性能低,不适于规模化生产。研究将该漆酶基因进行密码子优化后,与里氏木霉(Trichoderma reesei)强启动子Pcbh 1、终止子Tcbh 1和潮霉素抗性基因连接得到重组质粒pCH-lac,再通过农杆菌介导技术,将此质粒转化到里氏木霉细胞中,通过潮霉素抗性筛选及复筛得到9个重组转化子。摇瓶产酶试验显示:发酵液中漆酶活力在补料培养至第7天可达20.3IU×mL~(-1),表明外源漆酶基因已在里氏木霉宿主中成功实现了高效表达和胞外分泌。重组转化子所产漆酶对含活性艳蓝KN-R的印染废水具有明显的脱色作用:在漆酶用量为0.7 IU×mL~(-1)、60℃、pH 3.6,且不加任何介体条件下,反应5 h脱色率可达到91.0%。该研究成果对于促进漆酶的规模化生产及其在环境治理方面的应用具有重要意义。