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。     

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%.     

N~＋注入诱变选育纤维素酶高产菌株及发酵产酶营养因子优化研究

应用低能氮离子（N＋）注入技术对纤维素酶产生菌里氏木霉（Trichoderma reesei）进行诱变选育,在能量为10 keV,注量为150×10^14和200×10^14N＋/cm^2的条件下分别筛选得到3株纤维素酶高产菌株,连续5代遗传稳定性实验结果表明,所得到的高产菌株遗传稳定性较好,羧甲基纤维素酶活力均提高到3.300 IU/mL以上,较出发菌株（2.698 IU/mL）提高了20.0%以上。采用Plackett-Burman实验设计法和旋转中心组合设计法系统地研究高产菌株150-1-1发酵营养因子组成,得到了纤维素酶产量随葡萄糖、麸皮和微晶纤维素等营养因子的变化规律及相应的响应面分析图。实验结果表明,葡萄糖、麸皮和微晶纤维素浓度与纤维素酶活存在显著的相关性,当葡萄糖浓度为4.9 g/L,麸皮浓度为23.0 g/L,微晶纤维素浓度为7.7 g/L时,150-1-1纤维素酶滤纸酶活力达到2.439 IU/mL,较优化前（2.000 IU/mL）提高了22.0%。     

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。     

玉米秸秆生物法制取酒精的中间试验

建立了玉米秸秆采用蒸汽爆破预处理、纤维素酶水解和戊糖己糖同步发酵技术制取酒精的中间试验装置。玉米秸秆在1.6～2.0 MPa条件下蒸汽爆破预处理,在提高玉米秸秆对纤维素酶可及度的同时,玉米秸秆中纤维素、木聚糖和木质素损失分别为4.08%、40.02%和9.91%。里氏木霉以10%的原料制备纤维素酶,并用于降解剩余的90%的原料,滤纸酶活力和纤维素酶水解得率分别为2.27 FPIU/mL和71.3%。初始还原物浓度为43.65 g/L的水解糖液经树干毕赤酵母发酵16 h,还原物利用率和酒精得率分别为87.17%和0.43 g/g(酒精/消耗的糖)。     

N+注入诱变选育纤维素酶高产菌株及发酵产酶营养因子优化研究

应用低能氮离子（N⁺）注入技术对纤维素酶产生菌里氏木霉（Trichoderma reesei）进行诱变选育,在能量为 10 keV,注量为150×10¹⁴和200×10¹⁴ N⁺/cm²的条件下分别筛选得到3株纤维素酶高产菌株,连续5代遗传稳定性实验结果表明,所得到的高产菌株遗传稳定性较好,羧甲基纤维素酶活力均提高到3.300 IU/mL 以上,较出发菌株 （2.698 IU/mL） 提高了20.0%以上。采用Plackett-Burman实验设计法和旋转中心组合设计法系统地研究高产菌株 150-1-1 发酵营养因子组成,得到了纤维素酶产量随葡萄糖、麸皮和微晶纤维素等营养因子的变化规律及相应的响应面分析图。实验结果表明,葡萄糖、麸皮和微晶纤维素浓度与纤维素酶活存在显著的相关性,当葡萄糖浓度为4.9 g/L,麸皮浓度为23.0 g/L,微晶纤维素浓度为7.7 g/L时,150-1-1纤维素酶滤纸酶活力达到2.439 IU/mL,较优化前 （2.000 IU/mL） 提高了22.0%。     

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%。     

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%）。     

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.     

粗纤维素酶液对微晶纤维素酶解的影响因素

栗生灰黑孔菌多被用于产漆酶的研究,很少有利用其纤维素酶的报道。为了降低在纤维素水解中纤维素酶的使用成本,利用栗生灰黑孔菌发酵制备的粗纤维素酶液,以微晶纤维素为底物模型,研究粗纤维素酶液水解微晶纤维素的最佳pH、温度和最佳表面活性剂助剂种类及浓度,并对不同表面活性剂存在条件下的纤维素酶解动力学、紫外和荧光光谱进行了研究。结果表明,粗纤维素酶水解微晶纤维素的最佳条件为pH 4.8,温度50℃,最佳表面活性剂助剂为吐温80,添加剂量为1.12mg/g底物;吐温80的添加可提高粗纤维素酶解的最大反应速度常数V_max,降低米氏常数K_m;表面活性剂改变了纤维素酶的紫外和荧光最大吸收峰,酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅲ带的谱峰,可能通过与纤维素酶中的氨基酸残基发生反应影响了纤维素酶的结构,进而影响了微晶纤维素的水解反应。该研究为进一步降低纤维素水解成本提供了理论指导。     

纤维素酶水解纤维素类废弃物的研究

研究了纤维素酶水解纤维废弃物的适宜条件。研究结果表明,在底物浓度80 g/L,pH 4.8,酶解温度50℃,酶用量100 IU/g(对底物),酶解时间60 h条件下,处理纤维废弃物,可以得到较高的还原糖浓度,酶解液还原糖浓度可达到16.44 mg/mL,酶解液及残渣可分别进一步加以利用。     

纤维素酶的固体发酵

从来自国内外11株菌株的初步比较,筛选出酶活较高的康氏木霉N_2—78和瑞热埃木霉QM6a。对康氏木霉P_2和土曲霉3.3935所作的纤维素碳源试验中,发现木质纤维素较纯纤维素好,未经处理的木质纤维素比经处理的好。麸皮和稀土对康氏木霉P_2产酶作用影响较大,而对土曲霉3.3935则无明显的影响。