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。     

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。     

两级超滤部分纯化里氏木霉纤维素酶

研究了里氏木霉纤维素酶超滤过程中pH值的影响,结果显示适宜的pH为7.0。在pH 7.0的条件下,依次用PVDF100超滤膜和PS30超滤膜对纤维素酶粗酶液进行恒体积洗滤方式超滤,以洗出其中的杂蛋白,纯化之后的里氏木霉纤维素酶系中内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶分别被纯化了2.1、1.78和1.49倍,而且维持了里氏木霉纤维素酶系构成的稳定性。此时,相应酶组分的回收率分别为75.9%、81.8%和54.0%。     

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。     

间歇出酶/出菌丝的培养方式对里氏木霉产纤维素酶的影响

以微晶纤维素和淀粉水解液作为碳源生产纤维素酶,在里氏木霉Rut C30分批补料生产纤维素酶的过程中通过间歇取出部分酶的培养方式保护纤维素酶。实验结果显示：采用间歇出酶培养方式,在分批补料3 d后,每1、2或者3天取出部分酶液。当平均每天取出15%的酶液,酶活显著增加,总纤维素酶酶活较单纯分批补料提高26.5%~32.6%,而总β-葡萄糖苷酶酶活提高超过46%;采用间歇出酶出菌丝培养方式,当每天取出15%的酶液时,纤维素酶产量比分批补料增长35.4%,去除和酶液等量的菌丝,酶活和分批补料相比增长32.5%,而且这两种培养方式所生产的纤维素酶的酶解效率高达82%,远超商品酶Celluclast（62.03%）。     

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.     

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.     

超滤分离里氏木霉木聚糖酶的研究

研究了进料速度、操作压力、木聚糖酶活大小对内切-β-木聚糖酶和β-木糖苷酶超滤分离的影响。结果表明,用超滤的方法可以将内切-β-木聚糖酶和β-木糖苷酶很好地分离,内切-β-木聚糖酶活的收率随着进料速度的提高而增加,当进料速度从 300mL/min 提高到 450 mL/min 时,内切-β-木聚糖酶活的收率从 79.21%提高到 91.35%;内切-β-木聚糖酶活的收率随着操作压力的提高而降低,当操作压力从 4 kPa 提高到15 kPa 时,内切-β-木聚糖酶活的收率从 89.91%下降到 66.48%,而且操作压力越大越容易阻塞超滤膜;内切-β-木聚糖酶活的收率随着酶活的降低而增加,当总木聚糖酶活一定时,木聚糖酶活从 45.18 IU/mL 下降到 22.59 IU/mL 时,内切-β-木聚糖酶活的收率从 82.63%提高到 89.91%,木聚糖酶活较低时,酶液的体积增大,超滤时间过长,也会导致内切-β-木聚糖酶活收率降低。因此,在木聚糖酶活较低的情况下(酶活为22.59 IU/mL),温度为 25℃时,内切-β-木聚糖酶和β-木糖苷酶的适宜的分离条件为:压力为 4 kPa,进料速度为 450 mL/min,内切-β-木聚糖酶活的收率为 91.35%。     

碳源对固定化里氏木霉合成纤维素酶的影响

本文研究了固定化里氏木霉（TrichodermareeseiRutC30）在不同碳源条件下合成纤维素酶的时间进程及酶系组成特征。试验结果表明，碳源的性质对纤维素酶复合体系的组成有明显影响。在以纸浆为碳源制备的酶液中C_1／FPA和C_x／FPA的比值较大，分别为39．32和107．41，而CB／FPA的比值较小（0．08）；在以淀粉水解液为碳源所制备的纤维素酶液中C_1／FPA和C_x／FPA的比值较小，分别为28.54和66．44，但CB／FPA的比值明显较大（0．14）。当采用复合碳源（淀粉水解液和纸浆）时，发酵液中C_1、C_x：和纤维二糖酶的三种组分的活力均可达到较高水平，C_1／FPA和C_x／FPA分别可达36．2和95．10，与单独采用可溶性碳源时相比有了明显提高，CB／FPA也可达到0．12，与碳源为纸浆时相比提高了50％。本研究结果在走向调节纤维素酶复合体系的构成，对进一步提高酶制剂的实际应用效能方面将具有重要的参考价值。     

木聚糖酶最适pH值的研究

研究了以里氏木霉RutC - 3 0合成的木聚糖酶的最适pH值范围。结果表明 ,内切—木聚糖酶的最适pH值范围在 4.0～ 5 .0之间 ,β—木糖苷酶的最适pH值范围在 3 .0～ 4.0之间。研究还表明 ,与内切—木聚糖酶相比 ,pH值对β—木糖苷酶的影响更大。当pH值为 4.0时 ,酶水解总糖得率最高 ,适于制备木糖 ,而当pH值为 5 .0～ 6 .0时 ,较适于制备木低聚糖。     

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。     

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%.     

Enhanced Cellulase Production in Fed-Batch Solid State Fermentation of Trichoderma virideSL-1

A novel fed-batch solid state fermentation process was developed in order to avoid problems associated with high initial nutrient concentration, while retaining advantages from high total effective salt concentration. Cellulase production by Trichoderma viride SL-1 was selected as the experimental model. Ammonium sulphate solution was atomized and fed to the culture by pneumatic transfer. Different feed modes were investigated that resulted in improved enzyme productivity. © 1997 SCI.