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。     

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。     

黑曲霉纤维二糖酶基因的克隆及其在里氏木霉中的表达

里氏木霉(Trichodema reesei)是目前常用的纤维素酶生产菌种,其分泌的纤维素酶是一个多组分的复合体系,主要包括5种内切型-β-葡聚糖酶(endo-J3-glucanase,EG,EC3.2.1.4),两种外切型β-葡聚糖酶(exo-β-glucanase,EC3.2.1.91,也称纤维二糖水解酶cellobiohydrolase,CBH)和两种纤维二糖酶(cellobiase,EC3.2.1.21,也称β-葡萄糖苷酶β-glucosidase)[1-3].在里氏木霉的纤维素酶蛋白中,纤维二糖水解酶I(CBHI)受强启动子控制,其蛋白质比例最高,约占50%～60%[1],而纤维二糖酶(CB)的比例最低,只占1%左右[4].     

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%。     

氮源对里氏木酶合成木聚糖酶的影响

分析以（ＮＨ４）２ＳＯ４酵母浸膏及蛋白胨为产酶氮源制备木聚糖酶。试验结果表明，酵母浸膏的产酶效果最好，其交介（ＮＨ４）２ＳＯ４。     

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%）。     

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。     

氮源对里氏木酶合成木聚糖酶的影响

分别以（ＮＨ４）２ＳＯ４、酵母浸膏及蛋白胨为产酶氮源制备木聚糖酶。试验结果表明,酵母浸膏的产酶效果最好,其次是（ＮＨ４）２ＳＯ４。当以酵母浸膏为氮源产酶时,酶活力最高达到２５．４７ＩＵ／ｍＬ,酶得率和酶产率分别为３６３８．６ＩＵ／ｇ木聚糖和８４９０．０ＩＵ／Ｌ·ｄ,酶活力分别是以（ＮＨ４）２ＳＯ４及蛋白胨为氮源时的１．５倍和２．０倍     

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.     

Cellulase activity of Trichoderma reesei immobilized on gauze covered with hydrophilic and hydrophobic copolymers

The effect of the surface properties of the matrix for immobilized Trichoderma reesei on cellulase activities was studied. The immobilization was based on an adhesion method. The carriers were obtained by coating cellulosic gauze with hydrophilic and hydrophobic monomers using a radiation copolymerization technique. The cellulase activities of the organisms immobilized on the matrices coated with the copolymers were higher than those of the free organisms. Hydrophilic matrices allowed increased growth of the immobilized organisms with increased cellulase activity.     

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。     

Effect of Natural and Pretreated Soybean Hulls on Enzyme Production by Trichoderma reesei

The enzyme induction utility of soybean hulls (SBH), consisting in excess of 50 wt% non-starch polysaccharides (NSP) cellulose, hemicellulose, and pectin, was studied through cultivation of the carbohydrase-producing fungus Trichoderma reesei Rut C-30. Shake flask systems of T. reesei were grown in a medium consisting of defatted soybean flour as a nitrogen source and SBH, some of which were untreated and others pretreated by liquid hot water, alkaline, and supercritical carbon dioxide, as carbon source. Cellulase, xylanase, and polygalacturonase activities were measured for the systems, and the natural hull systems were found to yield optimum enzyme production. Controlled batch fermentation experiments were carried out to compare enzyme production resulting from media with Avicel^® (FMC BioPolymer, Philadelphia, PA, USA) versus natural SBH with and without soybean flour as the nitrogen source. Soybean hull fermentations were also performed at several pH levels to observe the effects on enzyme production. Soybean hulls induced comparable levels of cellulase, and higher levels of xylanase and polygalacturonase, than Avicel^®. With SBH, cellulase and xylanase production were enhanced at higher pH levels (6.0), and polygalacturonase was enhanced at lower pH levels (4.0–4.5). Enzyme production was largely unaffected by the presence of soybean flour as the nitrogen source.     

小麦秸秆生物质炭吸附Cr(Ⅵ)的研究

以农业废弃物小麦秸秆制备生物质活性炭,分别用HNO_3、Na OH和KMn O_4进行改性,通过Boehm法对不同改性活性炭进行表征,考察了吸附时间、p H及Cr(Ⅵ)初始浓度对吸附效果的影响。结果表明,经硝酸改性的活性炭,官能团总量提高,吸附Cr(Ⅵ)的效果和吸附速率最高,受p H变化的影响更小。Langmuir和Freundlich吸附等温线均能反映未改性和硝酸改性活性炭的吸附情况,二者的吸附过程均可用Lagergen二级动力学模型描述。