降解酒糟纖維素菌株的篩選.pdf

1、酒糟是我國(guó)傳統(tǒng)飲料固態(tài)白酒生產(chǎn)的副產(chǎn)物，隨著白酒行業(yè)的快速發(fā)展，酒糟排放量越來(lái)越大。酒糟中含有豐富的纖維素、菌體蛋白等組分，酒糟的資源化利用已引起了人們的高度關(guān)注。利用微生物降解纖維素與利用化學(xué)法降解纖維素相比具有效率高、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，而篩選出高效降解纖維素的微生物是酒糟得到充分利用的關(guān)鍵。
　　本研究從農(nóng)作物秸稈堆放處、森林、耕地及酒糟堆放處采集樣品，利用富集培養(yǎng)方法，初步篩選出193株能夠以CMC-Na為唯一碳源生長(zhǎng)的微生物，

2、通過(guò)多輪篩選得到了3株酶活力較高的菌株，編號(hào)分別為M2、M5、N53，其中菌株N53性能穩(wěn)定，產(chǎn)酶效果最好，是一株具有應(yīng)用潛力的纖維素降解菌株。通過(guò)對(duì)菌株 N53的菌落形態(tài)特征、菌絲形態(tài)特征觀察及18s rDNA序列分析等手段，初步鑒定菌株N53為擴(kuò)展青霉菌(Penicillium expansum)，命名為Penicillium expansum N53。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)及正交試驗(yàn)對(duì)菌株 N53液體發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的培養(yǎng)基組成和發(fā)酵條件進(jìn)

3、行了優(yōu)化，確定菌株 N53搖瓶發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶的最優(yōu)培養(yǎng)基組分為：30g/L碳源，酒糟與麩皮比值為8:2、豆粕粉20g/L、硫酸銨10g/L、KH2PO42g/L、CaCl2·2H2O0.8g/L、MgSO4.7H2O0.8g/L、ZnSO4·7H2O1g/L、FeSO4·7H2O0.04g/L、MnSO4·H2O0.2g/L。最優(yōu)培養(yǎng)條件為：裝液量40 mL/250 mL，接種量3％，初始pH8.0，培養(yǎng)溫度30℃，搖床轉(zhuǎn)速180 r

4、/min，發(fā)酵時(shí)間96h，條件優(yōu)化后菌株N53產(chǎn)纖維素酶的CMC-Na酶活可達(dá)11.658IU/mL，濾紙酶活可達(dá)0.161IU/mL。在液體發(fā)酵的基礎(chǔ)上對(duì)菌株N53產(chǎn)纖維素酶的固體發(fā)酵條件進(jìn)行了初步研究，確定菌株N53固體發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶最佳條件。在250mL三角瓶中裝入5g固態(tài)培養(yǎng)基，麩皮添加量為50%、氮源為豆粕粉與硫酸銨，濃度分別為25g/L、10g/L，固液比為1:1.2，接種量6%，初始pH8.0，發(fā)酵時(shí)間72h，此時(shí)菌株N

5、53產(chǎn)酶能力最高，其中CMC-Na酶活為60.79IU/g，濾紙酶活為1.605IU/g。對(duì)菌株N53產(chǎn)生的纖維素酶的性質(zhì)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明該酶的最適反應(yīng)溫度為50℃，并且在30℃-60℃條件下穩(wěn)定性較好，最適pH值為4.0-5.0，在pH5.0-7.0范圍內(nèi)穩(wěn)定性較高。K+、Na+、Mg2+、Fe2+是纖維素酶激活劑，對(duì)酶促反應(yīng)具有促進(jìn)作用，其中Mg2+、Na+的激活作用比較明顯，Cu2+、、Mn2+對(duì)纖維素酶的酶促反應(yīng)具有抑制作用