汽爆玉米秸秆渣诱导产纤维素酶及其水解特性

为提高玉米秸秆的生物降解效率,研究了汽爆处理玉米秸秆渣对纤维素酶的诱导作用及所产纤维素酶的水解特性。结果表明：玉米秸秆采用汽爆处理可以去除大量的半纤维素成分,获得的汽爆渣对里氏木霉NL02合成纤维素酶的诱导作用良好,以10 g/L的汽爆渣为碳源发酵7 d滤纸酶活达到1.90 U /mL。发酵5 d获得的汽爆酶水解效果最佳,当酶用量25 U/g,底物质量浓度50 g/L条件下,水解24 h酶解得率达到95.9%,水解48 h葡萄糖产率为76.4%。当汽爆渣质量浓度为80 g/L,酶用量为15 U/g时,48 h酶解效率达到90.1%,葡萄糖产率为62.9%。     

纸质文物上的“寄居者”

为鉴定南京博物院馆藏书画覆背纸上的微生物种类,利用分子生物学方法,对污斑处进行分离及鉴定。为了验证实验获得的纯培养微生物是否具有降解和破坏纸张的能力,对分离微生物的纤维素酶酶活、木聚糖酶酶活及蛋白酶酶活进行了选择性测定。一共获得11株细菌和5株真菌,结果证实为9种细菌及2种真菌,它们主要属于芽孢杆菌属、链格孢属和木霉属。酶活测试显示,细菌中,泛菌属的纤维素酶酶活最高,短杆菌属的蛋白酶酶活最高,分别可达到1.76和6.57 U/mL。真菌的蛋白酶酶活普遍很低,木霉属的纤维素酶酶活和木聚糖酶酶活最高,分别是17.12和29.01 U/mL。实验结果有助于针对纸质文物的微生物侵蚀现象制定相关的保护措施。     

利用曲霉sp.HX-1发酵稻草秸秆制备纤维素酶

以稻草秸秆原料,利用曲霉sp.HX-1固态发酵生产纤维素酶,研究了不同发酵时间、不同氮源和氮源浓度对曲霉sp.HX-1纤维素酶系的影响,并最终用硫酸铵分级沉淀和低温冷冻干燥的方法得到混合纤维素酶干品.结果表明,发酵6 d后稻草秸秆产生的纤维素酶活力单位最大,分别为CMC酶307 U/mL,C1酶841 U/mL、β-葡萄糖苷酶205 U/mL.以不同氮源优化发酵条件时发现,NH4NO3质量浓度为1 g/L时CMC酶活力达到1 652 U/mL,且失重率也到达最大值17.42%;NH4Cl质量浓度为0.5 g/L时,C1酶活力达到1 807 U/mL;尿素（UREA）质量浓度为2.0 g/L时,β-葡萄糖苷酶活力为2 033 U/mL,这表明氮源对曲霉sp.HX-1纤维素酶系的影响很大.最后在NH4NO3质量浓度为1.0 g/L的条件下,将120 g稻草秸秆发酵6 d,从发酵液中提取得到8.851 7 g混合纤维素酶的干品.此实验为以后探讨碳源或者其他因素的影响提供方法借鉴,也可以为获得纤维素酶混合酶干品的获得提供参考方法.     

产纤维素酶的解淀粉芽孢杆菌分离鉴定及酶学性质研究

对一株产纤维素酶菌株进行分离鉴定,并对其酶学特性进行了初步研究.刚果红染色法筛选产纤维素酶菌株B16,采用形态观察、生理生化指标和16S rDNA确定其菌属来源,分析纤维素酶的最适反应pH值和温度、酸碱和热稳定性、金属离子对酶活性的影响,最后考察纤维素酶系的分布.结果表明:筛选菌株为解淀粉芽孢杆菌,其较适反应温度为30℃,较适pH 8.0,在10~60℃呈高稳定性,在pH 5~8时稳定性较强,Mn2+和Ba2+是该酶的激活因子.除微晶纤维素酶活力(16.39 U/mL)稍弱外,滤纸酶(70.37 U/mL)、β-葡萄糖苷酶(131.55 U/mL)、羧甲基纤维素酶(307.23 U/mL)活力均相对较高.结果表明,该酶在饲料添加剂方面具有应用潜力.     

重组毕赤酵母生产β-葡萄糖苷酶发酵条件优化及固定化研究

为了实现绿色木霉菌Trichoderma viride来源的β-葡萄糖苷酶在重组毕赤酵母中的高效表达,对重组菌P.pastoris KM71/pPIC9K-bgl1/pPICZ A-pdi进行3.6L罐发酵培养条件优化。结果表明,当诱导温度28℃,初始诱导菌体浓度50g/L,诱导阶段甲醇体积分数1.0%时,酶活力最高,能达到1452U/mL。同时以壳聚糖为载体、戊二醛为交联剂,采用吸附交联法对β-葡萄糖苷酶进行固定化。结果表明,当壳聚糖质量浓度0.03g/mL,戊二醛质量浓度0.008g/mL,游离酶添加量400U/g(1g壳聚糖微球加酶量为400U),固定化吸附时间20h时,固定化酶酶活回收率最高,达到65.4%。以800g/L葡萄糖为底物,优化的转化条件下连续转化6次,低聚龙胆糖产率仍达到15.2%,显示出该固定化酶具有较好的持续利用性及较高的低聚龙胆糖生产能力。     

里氏木霉制备木聚糖酶的产酶历程

以玉米芯木聚糖为原料,里氏木霉（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａｒｅｓｅｉ）ＲｕｔＣ３０为菌种,采用改进的Ｍａｎｄｅｌｓ配方制备木聚糖酶,产酶历程与制备纤维素酶时有较大差异。具体表现在产酶周期短,ｐＨ值基本无下降的趋势,酶液中可溶性蛋白质浓度较低。底物浓度为７ｇ／Ｌ时,木聚糖酶活力达１２５６ＩＵ／ｍＬ,比活力、酶得率及酶产率分别为８１９０ＩＵ／ｍｇ蛋白质、１７９４３ＩＵ／ｇ木聚糖和４１８６．７ＩＵ／Ｌ·ｄ。产酶最终ｐＨ应控制在６～７较为适宜,酶活力最高。ｐＨ超过７．０,酶可能失活。酶解结果表明,木聚糖酶对木聚糖干粉具有很高的降解效率,当每克底物的酶用量为０．１克木聚糖干粉产的酶液量时,酶解得率一般可达９０％左右。     

胡芦巴半乳甘露聚糖酶法改性的工艺条件

采用正交实验法优选纤维素酶降解胡芦巴半乳甘露聚糖的最佳工艺条件,以黏均分子质量和还原糖得率为指标,考察了酶解温度、酶解时间、酶用量及pH对降解效果的影响.结果表明,纤维素酶降解最佳工艺条件为:酶用量1500U/g,酶解温度50℃,pH 5.0,酶解时间150min,影响降解工艺的主次因素顺序为:酶解温度>酶用量>酶解时间＞pH.所得产物的黏均相对分子质量1.2×105,还原糖得率5.1%.     

间歇出酶对里氏木霉产纤维素酶的影响

在分批补料的基础上,采用间歇出酶的方法,对里氏木霉产纤维素酶进行了研究。结果表明:分批补料过程中最佳的补料速度为5.5 g/(L·d),在此条件下产酶第8天滤纸酶活力和β-葡萄糖苷酶活力达到14.40 U/mL和1.59 U/mL。在分批补料的基础上进行间歇出酶,与对照相比,第4、6、8天出酶模式(模式1)时,总滤纸酶活力提高18.14%; 第4、7天出酶模式(模式2)时,总滤纸酶活力提高17.75%; 第5、8天出酶模式(模式3)时,总滤纸酶活力提高27.35%。研究表明,通过间歇出酶可以有效提高纤维素酶总滤纸酶的活力。     

绿色木霉葡聚糖内切酶cDNA基因的克隆及其在酿酒酵母中的表达

用L-山梨糖诱导绿色木霉(Trichoderma viride)AS3.3711纤维素酶基因的转录,提取其总RNA反转录获得cDNA。PCR扩增葡聚糖内切酶(EG)和葡聚糖内切酶(EG)的cDNA基因,将其克隆到酵母载体中,构建产生纤维素酶的酿酒酵母工程菌。重组菌株能够识别EG和EG自身携带的信号肽而将表达产物分泌到胞外,故可采用刚果红平板染色法筛选具有羧甲基纤维素酶(CMCase)活性的重组转化子。重组菌株表达的EG酶活在诱导70h时达到最高(为0.08U/ml),表达的EG酶活在诱导60h时达到最高(为0.03U/ml)。     

康宁木霉液态发酵高产纤维素酶和木聚糖酶的研究

对选育的一株康宁木霉（Trichoderma koningii）QF-02进行了液态发酵生产纤维素酶和木聚糖酶的研究。实验结果表明：碳源的种类及性质是影响产酶的关键因素,价廉易得的天然稻草是其产酶的良好碳源。在培养基组成为40目稻草粉4g、Mandels营养液100mL、起始pH值4.8的优化培养条件下,摇瓶培养120h所得3种酶的平均活力分别为：滤纸酶活（FPA）1.43IU/mL, β-葡萄糖苷酶活0.36IU/mL, 木聚糖酶活176.8IU/mL。与商品纤维素酶制剂相比,在FPA载量相同(3FPU/g原料)的情况下,自制的复合酶在水解碱预处理稻草和天然稻草时,总还原糖产量比商品纤维素酶提高55%和40%,葡萄糖产量提高33%和12%。研究结果还表明木聚糖酶和纤维素酶具有协同酶解木质纤维素的作用。     

纤维素酶益生菌的选育及产酶条件

从土壤中筛选出一株产纤维素酶的细菌B1,通过形态观察、生理生化特征及16S rDNA同源性序列分析,鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus).经微波-硫酸二乙酯复合诱变筛选出正突变株B1-1,其纤维素酶酶活达到0.373 U/mL,经5次传代后,该菌株遗传性状稳定,且胃肠道耐受性良好;B1-1菌株最佳产酶条件为20 g/L麦芽糖,2.5 g/L硫酸铵,pH值为5.0,37 ℃下培养36 h.     

一株纤维素酶产生菌的筛选鉴定

用CMC平板筛选方法,从草丛土样中筛选到一株产纤维素酶的菌株,该菌在20℃～50℃、pH4.0～10.0、NaCl1.0%～10.0%的条件下均能生长,在26℃～39℃、pH6.0～8.0、NaCl4.0%～6.0%条件下生长快速。经采用Biolog进行碳源利用鉴定判定为黄曲霉,命名为AF-1。AF-1的CMCase为19.26U/mL,FPA为6.22U/mL,纤维分解率为20.6%。采用单因素法对AF-1产酶条件进行了初步测定。     

高活性秸秆降解菌群的构建及产酶条件优化

纤维素的开发与利用在当今资源紧缺的社会下是当务之急,秸秆含有大量的纤维素,木质素.它从一个农业废弃物逐渐变为了再生资源开发的焦点.为了将秸秆资源充分利用起来,我们以牛粪,羊粪及含腐烂树叶土壤的混合物为材料,利用限制性培养技术,对其中能够降解纤维素的微生物进行驯化培养,并得到一组高效降解纤维素的菌群.利用CMC糖化力法和滤纸酶法测定该菌群的纤维素降解能力.对菌群进行菌种的分离,并进行生理生化试验分析各个菌株的特性.通过正交试验对该菌群的最佳产酶条件进行优化.得到的菌群CMCase酶活的高达80U/mL,滤纸酶活高达152U/mL.得到的最佳产酶条件为蛋白胨纤维素培养基以滤纸为碳源,pH 5.0条件下35℃静置培养.筛选性能稳定的高产秸秆降解菌群,为充分利用秸秆等农业废弃物提供了新的方向.     

黑曲霉β-葡萄糖苷酶菌株的筛选

采用牛津杯平板透明圈法对研究室保藏的17株黑曲霉菌株进行了β-葡萄糖苷酶产生菌初筛,得到5株透明圈相对明显的菌株,经固态发酵产酶复筛及相关纤维素酶活力的检测,选出一株β-葡萄糖苷酶酶活力高、且纤维素酶活力也较高的菌株niger-2,其β-葡萄糖苷酶酶活力为78.75 U/g、纤维素酶(CMC)活力为312.15 U/g...     

氨基二氧化硅固定化纤维素酶及其特性

以氨基化二氧化硅为载体, 戊二醛为交联剂, 采用共价交联法制备固定化纤维素酶, 最佳条件为交联剂浓度4% (体积比), 交联时间60分钟, 给酶量35 U/g载体, 固定化反应时间5小时。所得固定化酶对pH和温度的敏感性降低, 时间稳定性和热稳定性均优于游离酶。热动力学研究表明, 固定酶的失活活化能(Ed)、失活焓(ΔH^*)和失活自由能(ΔG^*)均高于自由酶, 固定化减小酶失活反应速率, 降低酶失活反应趋势。     

一株耐高温纤维素降解菌的分离筛选及鉴定

为了分离筛选耐高温的纤维素高效降解菌,从鸡粪蘑菇渣高温堆肥中取样,采用滤纸富集培养基进行富集培养、刚果红纤维素培养基进行分离纯化培养、滤纸条培养基和刚果红纤维素培养基进行初筛培养、液体发酵测定纤维素酶活法进行复筛培养,利用形态特征观察、生理生化特征检测和基于16S rRNA基因序列的系统发育分析法进行初步鉴定,结果分离筛选到1株耐高温纤维素降解菌XD-3.该菌株在50 ℃生长良好、羧甲基纤维素酶(CMCase)活力达6.14±0.37 U/mL.综合形态特征、生理生化特性、基于16S rRNA基因序列的系统发育分析,菌株XD-3初步鉴定为解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）.