脈孢菌和曲霉對生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化研究.pdf

1、生物質(zhì)的微生物轉(zhuǎn)化是生物質(zhì)資源開發(fā)利用的重要途徑，微生物菌株的高效性和生物質(zhì)的全量、清潔利用是實(shí)施轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。本文以畜禽廢棄物和作物秸稈這兩類典型的生物質(zhì)為研究對象，利用所選育的曲霉與其它菌株配伍，實(shí)現(xiàn)畜禽廢棄物的快速腐熟，生產(chǎn)生物有機(jī)肥；利用所篩選的脈孢菌對作物秸稈中玉米芯進(jìn)行乙醇發(fā)酵，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的能源、資源和環(huán)境效益一體化。 所選育的曲霉對生物質(zhì)物料的轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)、適應(yīng)溫度范圍寬，生長迅速。發(fā)酵52h后，其纖維素酶、木聚糖酶和

2、CMC酶活性分別為4.8U/g、82.4U/g和44.2U/g，菌株酶系豐富，適合用作堆肥處理中降解纖維物料的微生物。 本工作以曲霉和其他菌株組合成不同配方的微生物發(fā)酵劑對畜禽廢棄物進(jìn)行堆肥處理研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其中三個(gè)配方的堆肥升溫迅速，在50℃以上溫度可維持十余天，達(dá)到了GB7959-87中的無害化標(biāo)準(zhǔn)(堆溫50℃～55℃，持續(xù)5～7天)。所開發(fā)的微生物發(fā)酵劑可實(shí)現(xiàn)畜禽廢棄物的快速腐熟，發(fā)酵后物料含水量顯著降低，其中的養(yǎng)分

3、和有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到農(nóng)業(yè)部有機(jī)肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY525-2002)，由于所選菌群的特性，發(fā)酵后物料中還具有較高的磷酸酶活性，有利于土壤中不溶性有機(jī)磷的活化。 所選育的脈孢菌也具有生長迅速，營養(yǎng)要求簡單，酶系豐富的特點(diǎn)。在稻草、玉米芯、土豆渣、麩皮、棉稈等培養(yǎng)基上，該菌均能快速生長，經(jīng)測定具有纖維素酶、木聚糖酶(半纖維素酶)、CMC酶、蛋白酶和糖化酶等多種酶活性。在以玉米芯粉為碳源的液體培養(yǎng)中，48h的菌體生物量可達(dá)12.8g/L(干重

4、)。 脈孢菌可利用多種原料轉(zhuǎn)化為乙醇，不但能利用葡萄糖和木糖，也能利用淀粉和纖維素等多糖產(chǎn)生乙醇。在180r/min，30℃的條件下培養(yǎng)兩天后，轉(zhuǎn)入裝有10g/L玉米芯的血清瓶中35℃，100 r/min條件下培養(yǎng)兩天，可得到4.11g/L的乙醇，利用率達(dá)85％．如果直接以玉米芯為原料培養(yǎng)菌絲時(shí)，乙醇產(chǎn)量可達(dá)4.9g/L，以葡萄糖為底物(20g/L)時(shí)，乙醇產(chǎn)量可達(dá)8.15g/L。 對脈孢菌的初步誘變結(jié)果表明，紫外和微波

5、誘變都能提高菌株的乙醇產(chǎn)量，誘變后的菌株可分別得到4.53g/L和4.33g/L的乙醇，比誘變前分別提高了10.2％和5.4％． 脈孢菌酒精發(fā)酵后得到含有大量菌絲體的酒糟剩余物，粗蛋白含量為31.5％(干重)，可以作為很好的飼料。在酒糟的綜合利用中，將其濾液接入產(chǎn)朊假絲酵母后，培養(yǎng)72h后，酵母產(chǎn)量可達(dá)7.75g/L(干重)。 使用脈孢菌對秸稈固態(tài)發(fā)酵后，物料的粗纖維量從32.4％降到27.3％，粗蛋白從7.4％提高到1