產(chǎn)纖維素酶菌株的篩選及對(duì)玉米芯降解的研究.pdf

1、纖維素資源是地球上最廉價(jià)、最豐富的可再生資源之一。但是，由于其分子結(jié)構(gòu)的特殊性及其在自然界中存在（以木質(zhì)纖維素形式存在）的特殊性，纖維素資源不但沒(méi)有得到合理充分地開(kāi)發(fā)利用，而且焚燒或棄置對(duì)環(huán)境造成污染。纖維素酶是能夠?qū)⒗w維素降解轉(zhuǎn)化成葡萄糖的一組酶的總稱。利用纖維素酶將纖維素轉(zhuǎn)化成葡萄糖或單細(xì)胞蛋白等，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成酒精等，不僅可以減少因焚燒或棄置帶來(lái)的環(huán)境污染，同時(shí)可以在能源、飼料、食品、紡織、造紙等方面得以有效利用，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益

2、和社會(huì)價(jià)值。鑒于此，本文主要做了以下工作:
　　1.菌種篩選分離。分別從甘南州瑪曲高寒草甸土壤和湖北宜昌棉花地里采樣，經(jīng)CMC-Na剛果紅培養(yǎng)基篩選，根據(jù)水解圈直徑與菌落直徑比值大小，分別篩選出12株纖維素酶產(chǎn)生菌，對(duì)其中產(chǎn)酶能力較好的菌株M7和W2進(jìn)行產(chǎn)酶條件優(yōu)化及菌種鑒定。
　　2.菌株M7液體搖瓶發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶條件優(yōu)化及鑒定。在單因素基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面Box-Behnken設(shè)計(jì)3因素3水平試驗(yàn)，以CMCase活力為響應(yīng)

3、值，對(duì)M7產(chǎn)CMCase條件進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)模型預(yù)測(cè)和驗(yàn)證試驗(yàn)，得到菌株M7適宜的產(chǎn)酶條件為:培養(yǎng)溫度20℃，初始pH5.0，轉(zhuǎn)速175r/min。由于生長(zhǎng)和產(chǎn)酶溫度在10～50℃之間，菌株M7是一株低溫纖維素降解菌。經(jīng)形態(tài)觀察、革蘭氏染色、生理生化特性和16SrRNA序列分析，初步鑒定為枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）。
　　3.菌株W2固態(tài)發(fā)酵玉米芯產(chǎn)纖維素酶條件優(yōu)化及鑒定。在單因素基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面Box-Be

4、hnken設(shè)計(jì)4因素3水平試驗(yàn)，以CMCase活力為響應(yīng)值，對(duì)W2產(chǎn)CMCase條件進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)模型預(yù)測(cè)和驗(yàn)證試驗(yàn)，得到菌株W2固態(tài)發(fā)酵玉米芯產(chǎn)纖維素酶的適宜條件為:培養(yǎng)溫度25℃，基質(zhì)含水量63％，培養(yǎng)基初始pH6.0，發(fā)酵65h。經(jīng)菌落生長(zhǎng)形態(tài)、孢子形態(tài)及18SrDNA序列分析，鑒定為木霉（Trichodeerma sp.）。
　　4.玉米芯預(yù)處理、纖維素酶酶解及酒精發(fā)酵試驗(yàn)。選擇40目（0.45mm）和18(1mm)目玉米芯

5、，經(jīng)H2SO4溶液預(yù)處理后發(fā)現(xiàn)，小顆粒度的原料處理效果較好，故后續(xù)試驗(yàn)選擇40目玉米芯為發(fā)酵原料。40目玉米芯預(yù)處理的適宜條件為:2.5％(v/v) H2SO4，料液比為1∶10，121℃、0.1MPa自然降壓，處理60min，得到的還原糖含量最高。預(yù)處理后的玉米芯經(jīng)纖維素酶酶解和酵母發(fā)酵，得到乙醇為3.93mg/mL，與未處理玉米芯(2.78mg/mL)相比較，乙醇含量提高了41.4％。
　　5.菌株W2固定化研究?？疾炝斯潭ɑ?/p>