降解AFB1的克雷伯氏菌分离、鉴定及降解机理初步研究

为了获得对黄曲霉具有降解作用的菌株,以秸秆、牛粪、土壤、发霉玉米及花生为研究对象,以香豆素为唯一碳源,筛选获得了能够降解黄曲霉毒素B1(AFB1)的多个菌株.通过生理生化及16S rDNA基因序列分析确定菌株种类;通过优化获得了对AFB1具有最优降解效果的培养基组成;采用蛋白酶K和SDS处理发酵上清液,初步判断具有降解...     

降解黄曲霉毒素B_1菌株发酵工艺的研究

对黄曲霉毒素B1(AFB1)降解菌株克雷伯氏菌(Klebsiella sp.)XY1降解AFB1进行发酵工艺的优化,主要包括培养基成分和培养条件的优化。对培养基成分的优化主要包括:碳源,如葡萄糖、可溶性淀粉、甘露醇、玉米芯粉、蔗糖、α-乳糖、D-果糖;氮源,如牛肉膏、硝酸铵、硝酸钠、蛋白胨、尿素、胰蛋白胨、酵母浸粉;金属离子,如CaCl_2、MgCl_2、FeCl_2、ZnSO_4、CuSO_4、MnCl_2;培养条件主要包括温度、起始pH、接种量、装液量等。选出最佳碳源、氮源和金属离子,设计新的培养基组成,根据单因素试验结果,运用Box-Behnken设计原理,设计响应面试验,对培养基配方进行最优化分析。结果表明:模型(P=0.001 4)在1%水平上具有极显著性,失拟项不显著(P=0.065 20.05),其R2=0.943 1,R2adj=0.870 1,说明该模型拟合程度良好,可以模拟94.31%的AFB1降解率变化,其中玉米芯粉对AFB1降解率的影响最大。确定最优发酵培养基配方:玉米芯粉添加量1.06%;胰蛋白胨添加量1.32%;Ca Cl2添加量0.036 mol/L。最佳发酵条件:起始p H值为7.0、温度34℃、接种量6%(V/V)、装液量25 m L/250 m L,降解时间72 h。经发酵工艺优化,Klebsiella sp.XY1对AFB1降解率由71.91%升高到95.13%。     

朽木中白腐真菌的选育及对木质纤维素降解性能研究

从自然界腐朽木材上分离筛选出白腐真菌,并对其降解木质纤维素的能力进行了分析.通过选择培养基富集培养、PDA培养基划线分离初步筛选菌株,利用显微镜观察、生长曲线的变化及木质素氧化酶的显色反应复筛,通过滤纸条崩解实验以及稻草固体发酵实验分析白腐真菌的木质纤维素降解能力.结果表明,选育出的B2菌与E5菌株形态特征符合白腐真菌的生物特性,且存在木质素氧化酶,培养第6天菌株对应的滤纸失重率可达31.04%和25.59%,固体发酵20天后木质素降解效率为33.7%和30.7%.B2菌和E5菌株均具有较强的降解木质纤维素的能力,且B2菌株的降解效果优于E5菌株.     

秸秆降解菌株的诱变选育及发酵条件的研究

为提高纤维素酶活性,获得降解秸秆能力强的菌株,采用硫酸二乙酯和紫外线复合诱变方法处理绿色木霉(Trichoderma viride)菌株,通过刚果红培养基初筛并进行10代PDA斜面继代培养和液体发酵复筛,选择纤维素酶活性高的菌株,以秸秆为底物进行液体发酵条件优化.结果表明:选育出6株稳定高产纤维素酶的绿色木霉(T.vi...     

饲用芽孢杆菌混菌发酵产中性蛋白酶的工艺优化

为提高饲用芽孢杆菌中性蛋白酶的发酵单位,考察了多种芽孢杆菌混菌发酵产蛋白酶的协同作用效果,并在单因素试验的基础上,先后采用部分析因设计、爬坡设计及中心组合设计的试验方法对菌株配伍方式及发酵培养基组成进行了优化.通过优化构建了合适的混菌发酵体系,即芽孢杆菌A1、B1、B3菌株的混合比例为2∶3∶3;最佳发酵培养基组成(g/L)为:麦芽糖58.5、酵母膏28.6、麸皮42.5、吐温80 3.0、K2HPO43.0、CaCO33.0.在优化条件下,芽孢杆菌混菌发酵产中性蛋白酶活力单位可达到6 728 U/mL,较优化前芽孢杆菌A1的发酵活力单位提高了175.6%.     

降解黄曲霉毒素B_1的绿脓杆菌的分离、鉴定及应用研究

黄曲霉毒素B_1(AFB_1)是霉变粮食和饲料中常见的真菌毒素之一,对其进行脱毒研究具有重要意义。利用以香豆素为唯一碳氮源的培养基分离出9个菌株,对AFB_1的降解率均超过60%,其中YM-1菌株的降解率为91.48%。对YM-1菌株的16S rDNA基因进行测序及序列比对,表明该菌株为绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)。对AFB_1降解动力学研究发现,发酵96 h后YM-1绿脓杆菌可降解NB培养基中90.70%的AFB_1,在24～48 h内降解速度最快,降解率为82.99%。绿脓杆菌YM-1发酵液中的降解活性主要位于发酵上清液中,同时细胞对AFB_1也具有一定的吸附作用;蛋白酶K反应及热处理后的YM-1发酵上清液对AFB_1的降解率明显降低,可初步判断上清液中可能存在可降解AFB_1的酶类。将绿脓杆菌YM-1接种到含AFB_1的霉变玉米粉中进行固态发酵6 d后,玉米粉中的AFB_1降解了88.87%。     

蜡样芽孢杆菌对稻草的降解作用

为了研究一株蜡样芽孢杆菌(Bacillussp.X10-1-2)对稻草的降解作用,测定了发酵过程中发酵液的纤维素酶和半纤维素酶活、可溶性总糖和还原糖浓度以及底物残渣重、残渣结晶度、傅立叶红外光谱和表面结构的变化.发现在发酵过程中蜡样芽孢杆菌菌体产酶的过程也就是木质纤维素的降解糖化过程.上清液中的纤维素酶活和半纤维素酶活分别在发酵进行到第8 h和20 h时达到最高峰.总糖含量于4 h达到最高值,然后下降到一定程度后保持恒定.还原糖含量随发酵进行不断下降,达到一定值后保持恒定.该菌株对稻草长达5 d的降解过程中结晶度变化十分显著,第3 d时达到最高峰,而后又迅速下降.此菌株对稻草中各组分都有一定降解,其中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为3.35%、0.91%和2.81%.该菌株主要降解稻草的薄壁细胞,使薄壁细胞发生严重皱缩.这预示,该菌株在造纸工业具有良好的应用前景.     

新菌X9协同B49同步发酵纤维素产氢能力分析

目的 为了加快生物制氢工业化进程,分析纤维素降解产氢新菌Clostridium sp.X9(梭杆菌,NCBI注册号:EU434651,简称X9)协同Ethanoigenens barbinense B49(哈尔滨产乙醇杆菌,NCBI注册号:AF481148,简称B49)同步发酵纤维素产氢的能力.方法 从连续流发酵产氢反应器(ZL92114474.1)中新分离筛选出一株高效纤维素降解产氢细菌X9和一株试验室已有的高效乙醇型发酵产氢细菌B49,采用两菌种复合培养方式同步降解酸化汽爆玉米秸秆发酵产氢.结果 复合菌种X9和B49比单一菌种具有更高的降解玉米秸秆产氢的能力,两菌种间存在协同降解产氢效应.两菌种以体积比(1:1)复配,接种量10%,40℃复合培养,协同降解玉米秸秆产氢24 h的最大单位体积产氢量(YH2)和玉米秸秆降解率分别为1530 ml/L和61.8%.结论 复合菌种X9和B49在利用玉米秸秆类可再生生物质纤维素发酵产氢方面具有很好的工业化应用潜力.     

高效发酵混合糖产乙醇树干毕赤酵母的选育

使用紫外诱变和梯级驯化法进行了菌种选育实验研究,获得一株优良菌株L-1.通过4因素3水平正交实验优化了发酵条件.菌株L-1发酵混合糖(葡萄糖和木糖)经过65.0 h,28.0℃,144 rpm,140 m L/500 m L瓶装量的发酵,乙醇浓度达到7.97%(v/v),发酵乙醇能力比出发菌株提高了884%,残余葡萄糖和木糖为0.70%,发酵乙醇效率为理论值的88.1%.     

产壳聚糖酶菌株的诱变育种及其产酶条件研究

通过在培养基中加入不同种类的抗生素,对壳聚糖酶产生菌株Penicillium sp.ZD-Z1进行筛选,再经紫外诱变得到一株产酶活力较强的菌株,活力为0.58 U/mL.采用三因素(温度、pH、转速)四水平正交分析,所得到菌种最适产酶培养条件为:28℃、培养基初始pH4.5、摇瓶培养转速190 r/min.用发酵粗酶液对4%壳聚糖(相对分子质量290 000)水溶液进行降解实验,水解24 h后测得黏均相对分子质量为1 920,降解效果显著.     

复合菌群降解玉米秸秆协同产氢特性

为加快生物制氢工业化进程,利用玉米秸秆这类来源广泛、储量巨大和价格低廉的可再生生物质纤维素资源作为发酵产氢的原料,从连续流发酵产氢反应器(ZL92114474.1)中新分离筛选出一株高效纤维素降解产氢细菌Clostridium sp.X9(NCBI注册号:EU434651)和一株高效产乙醇发酵产氢细菌Ethanoigenens harbinenseB2(NCBI注册号:EU639425),通过构建高效降解纤维素发酵产氢复合菌群进行同步降解玉米秸秆发酵产氢.结果表明,对玉米秸秆进行酸化汽爆预处理后可以显著提高复合菌群的产氢能力.复合菌群X9和B2比单一菌种具有更理想的降解玉米秸秆发酵产氢的能力,两菌种间存在协同产氢效应.复合菌群X9和B2降解玉米秸秆发酵产氢获得的最大产氢率和玉米秸秆降解率分别为8.7mmol/g和74%.液相代谢末端产物主要为乙醇、乙酸和丁酸.这说明复合菌群X9和B2在以木质纤维素为发酵底物的工业化生物制氢领域中具有很好的应用发展前景.     

一株降解赭曲霉素A的新颖米曲霉菌株筛选鉴定及其产酶优化

赭曲霉毒素A(OTA)是食品中常见的一种真菌毒素,如何有效清除OTA污染是提升食品安全品质的重要手段。目前OTA降解方式中生物降解是最具应用前景的研究方向。而生物降解研究中具有自主知识产权的高效安全降解菌株仍是稀缺资源。从土壤中筛选出一株OTA降解率达75%且鉴定为食品发酵生产中常用的米曲霉菌株M30011,随后对其降解OTA条件进行优化研究。经单因素分析选取其中影响显著的初始p H、培养温度和接种量3个因素进行响应面分析,得到最优降解条件。优化后该菌对OTA降解率达94%,产酶周期由8 d缩短至3 d,缩短62.5%。该菌本身应用安全性高且优化后具有降解率高、降解周期短等特点,研究结果为该菌在食品发酵领域采用生物降解方式消除OTA污染提供了技术基础。     

降解甲醛的假单胞菌菌株的固定化研究

从印染厂采集的活性污泥中筛选得到1株快速降解甲醛的菌株并命名为W1,通过形态与生理生化特征的鉴定,初步鉴定W1菌株为假单胞菌属(Pseudomonas).以海藻酸钠为包埋载体固定W1菌株进行降解甲醛的初步研究,采用不同海藻酸钠浓度、菌悬液添加量配制成不同的包埋载体,利用L9(33)正交试验对W1菌株降解甲醛条件进行优化,分析其甲醛降解率的变化.实验结果表明:培养基为(NH4)2SO4 2.4g/L,MgSO4·7H2O 0.2g/L,微量元素母液0.1mL,pH值9.0,30℃恒温培养,在此条件下甲醛48h内的降解率达80.3%.通过对甲醛降解菌W1固定化的研究,为生物法去除甲醛的应用奠定基础.     

α-乙基-2-氧-1-吡咯烷乙酸乙酯水解酶产生菌发酵培养基的响应面优化

对耐酪氨酸冢村氏菌(Tsukamurellatyrosinosolvens)E105菌株生物拆分外消旋体α-乙基-2-氧-1-吡咯烷乙酸乙酯制备左乙拉西坦关键手性中间体(S)-α-乙基-2-氧-1-吡咯烷乙酸的发酵培养基进行优化,以提高其产酶活力.首先考察了碳源和氮源对菌种产酶活力的影响,并通过PlackettBurman实验得出影响该菌株产水解酶的最主要因素为酵母粉质量浓度和初始pH值.继而采用中心组合实验并结合响应面分析优化发酵培养基组成,确定了最佳的酵母粉质量浓度为12.1 g/L,最佳的初始pH值为7.06.在优化的条件下酶活力可达1 024.6 U/mL,较优化前提高了67％,表明采用响应面法优化发酵培养基组成是提高该菌株产酶活力的有效途径之一.     

贝莱斯芽孢杆菌降解脱氧雪腐镰刀菌烯醇及抑制禾谷镰刀菌的研究

脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol, DON)是由禾谷镰刀菌等真菌产生的一类真菌毒素,会严重污染玉米和小麦等农产品,利用微生物降解真菌毒素是一种高效且污染小的方法。从猪肠道中分离得到1株可高效降解DON的菌株,对该菌株进行形态学、生理生化鉴定和16S rDNA序列比对分析;将该菌株与DON共同孵育,检测不同孵育时间的降解效果;取该菌株上清液、菌体细胞、胞内提取物以及经蛋白酶k、加热处理的上清液分别对DON进行降解;将菌株与禾谷镰刀菌共同培养,观察禾谷镰刀菌的生长情况。结果表明：经16S rDNA序列比对分析确定筛选得到的菌株为贝莱斯芽孢杆菌,其发酵上清液能在72 h内降解76.7%的DON,上清液经蛋白酶k、加热处理后,降解效果变弱,初步判断其中存在能降解DON的胞外酶;该菌株能够抑制禾谷镰刀菌的生长,且其发酵上清液对禾谷镰刀菌也具有很好的拮抗效果。     

细菌BK2产壳聚糖酶的发酵条件及壳寡糖的制备

优化了菌株BK2发酵产壳聚糖酶的条件:葡萄糖20 g/L,壳聚糖0.3 g/L,硝酸铵15 g/L,接种量1.5%(107cell/mL),发酵起始pH 6.0,发酵温度30℃,培养时间48 h.BK2发酵液中的壳聚糖酶活力可达到1.29 U/mL.用酶液降解壳聚糖,分离提取粗产品,采用薄板层析法进行组分分析.分析结果表明,壳聚糖已被降解成含有不同分子质量的壳寡糖混合物.     

白腐菌木质素降解酶高产菌株的筛选

为了有效分解麦麸的纤维结构,对9株产木质素降解酶的白腐菌进行逐步优化筛选。首先采用愈创木酚平板变色法进行初步筛选,从中获得5株产漆酶活性较高的菌株;然后对5株菌株分泌的木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶酶活进行比较;最后将3种酶酶活性相对较高的2株菌株对麦麸进行降解,最终得到1株产木质素降解酶酶活相对较高、麦麸纤维降解率较高的菌株AP3。经15 d液体培养,AP3发酵液中木质素过氧化物酶酶活高达119. 42 U/mL,锰过氧化物酶酶活高达124. 35 U/mL,漆酶酶活高达173. 45 U/mL。麦麸经液态发酵15 d后,木质素降解率达到了36. 24%。本研究为进一步探究白腐菌降解麦麸纤维的机制奠定了基础。     

焦化废水中苯酚降解菌筛选及其降解特性

苯酚是焦化废水中含量最多的难降解有毒有机物,筛选高效苯酚降解菌可为通过生物强化提高焦化废水中苯酚的生物降解效率提供合适菌源.本研究以苯酚作为唯一碳源,通过富集驯化方法从柳钢焦化废水缺氧/好氧(A/O)生物处理系统的好氧池活性污泥中筛选分离出一株苯酚降解菌B2.根据16S rDNA序列分析,B2菌株和Staphylococcus sciuri的16S rDNA序列相似性达100%,初步表明B2菌株为S.sciuri.进一步通过单因素法考察pH、温度和初始苯酚浓度对B2降解苯酚的影响,并通过响应面法确定B2降解苯酚的最优环境条件.结果表明:pH和浓度的交叉组合对B2菌株的苯酚降解能力影响最大,B2菌株在pH=7.5,温度为30℃,初始苯酚浓度为2.0 g/L对苯酚的降解能力最高,降解率达到85%.     

4种邻苯二甲酸酯的降解及其降解菌株生长特性的研究

从驯化的污泥中分离得到菌株1和菌株2,对4种邻苯二甲酸酯进行生物降解性研究,获得了其降解速率常数(kb)、米氏常数(Km)和最大速率常数(vmax).结果表明,4种化合物的降解符合一级动力学模型.菌株1对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和邻苯二甲酸二丁酯(DnBP)生物降解的kb、Km、vmax分别为0.154 h-1、484.1 mg·L-1和95.2 mg·L-1·h-1;0.007 9 h-1、5 752.7 mg·L-1和48.8 mg·L-1·h-1,DMP降解能力明显好于DnBP.菌株2对邻苯二甲酸二庚酯(DiHP)和邻苯二甲酸二辛酯(DnOP)降解的kb、Km、vmax分别为0.022 4 h-1、715.4 mg·L-1和23.0 mg·L-1·h-1;0.022 7 h-1、517.2 mg·L-1和16.9 mg·L-1·h-1,两者降解能力相近.     

β-环糊精对黄曲霉毒素B_1的荧光增敏效应研究

研究了β-环糊精(β-CD)浓度、金属离子、脂肪醇、温度、pH、超声时间等因素对β-CD增强黄曲霉毒素B1(AFB1)荧光的影响,并根据Benesi-Hildebrand法和热力学方法分析了AFB1-β-CD包合物的包合特性.结果显示:增大β-CD浓度、添加Hg2+和异丙醇均能促进β-CD对AFB1的荧光增敏作用,且低温和酸性体系有利于包合反应的进行,但超声处理对包合反应无显著影响;该包合反应是放热反应且能自发进行,AFB1与β-CD在25℃下包合效果最好,包合比为1∶1,包合常数K=3.68×107 L/mol,ΔS=-0.11kJ/mol、ΔH=-74.03kJ/mol、ΔG=-42.38kJ/mol.