纖維素酶產(chǎn)生菌的選育鑒定及產(chǎn)酶性能研究.pdf

1、優(yōu)良的纖維素酶產(chǎn)生菌的選育對于生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成燃料乙醇及其他輕化產(chǎn)品的開發(fā)具有重要意義。本文從自然環(huán)境篩選出8株具有不同種屬特征的野生型纖維素酶產(chǎn)生菌,選擇其中的一株優(yōu)勢菌為出發(fā)菌株,進行產(chǎn)酶條件的優(yōu)化和誘變育種工作,提高其產(chǎn)纖維素酶能力。為進一步研究細胞纖維素酶固定化,實現(xiàn)全細胞催化分解纖維質(zhì)合成燃料乙醇的深入研究打下基礎。本論文的主要工作和研究成果如下:
　　 (1)從南昌地區(qū)的枯枝、秸稈、土壤中采樣,在羧甲基纖維素瓊脂培養(yǎng)基上

2、培養(yǎng),以剛果紅為指示劑,分離純化出35株產(chǎn)纖維素酶菌株。以酶活值作為復篩標準,篩選出8株產(chǎn)羧甲基纖維素酶和濾紙酶活力相對較高的菌株。通過菌落形態(tài)、菌絲及孢子形態(tài)等生理特性分析,依次鑒定為:柱隔孢霉(RamulariaNS1),康氏木霉(Trichoderma koningii NS2),灰綠青霉(Penicillium glaucumNS3),白腐菌(white-rot FUNGI NS4),綠色木霉(T.viride Persex F

3、x NS5),灰綠曲霉(Aspergillus gtaucus NS6),黑曲霉(Aspergillus niger NS7),禾生腐霉(pythium graminicola NS8)。它們的羧甲基纖維素酶活(CMC酶活)分別為:297.97IU/mL,300.11 IU/mL,154.83 IU/mL,146.68 IU/mL,308.14 IU/mL,94.51 IU/mL,218.02 IU/mL,203.02 IU/mL;濾紙

4、酶活(FPA酶活)分別為:6.56 IU/mL,5.63IU/mL,4.29 IU/mL,9.63 IU/mL,8.02 IU/mL,1.12 IU/mL,4.58 IU/mL,11.36IU/mL。其中綠色木霉(T.viride Persex Fx NS5)在適宜的發(fā)酵條件:麩皮:CMC-Na(1:1)各6g/L,硫酸銨4 g/L,發(fā)酵溫度30℃,時間3 d,發(fā)酵液CMC酶活和濾紙酶活分別達到352.11 IU/mL和13.96 IU

5、/mL,比初篩酶活308.14IU/mL和8.02 IU/mL分別提高14.26％和74.06％。
　　 (2)采用響應面法對灰綠青霉Penicillium glaucum NS3生產(chǎn)纖維素酶的發(fā)酵條件進行優(yōu)化,通過Plackett-Burman實驗方法研究有關碳源、氮源、無機鹽、發(fā)酵時間、搖床轉(zhuǎn)速等18個選擇的發(fā)酵因子對菌株發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶活力的影響,結(jié)果顯示影響產(chǎn)酶的顯著因子是麩皮、CMC的含量和發(fā)酵時間。根據(jù)實驗結(jié)果和經(jīng)驗方

6、法對顯著影響因子的取值范圍進行預估,并采用Box-Behnken設計實驗對顯著因子進行優(yōu)化,應用響應面模擬預測和搖瓶發(fā)酵實驗驗證,結(jié)果表明,優(yōu)化發(fā)酵條件為培養(yǎng)基中麩皮含量6.0g/L,CMC含量7.0g/L,發(fā)酵時間96小時,搖瓶發(fā)酵液中CMC酶活均接近309 IU/mL,優(yōu)化預測值和實驗驗證值擬合度達到99％,比初始培養(yǎng)基和發(fā)酵條件下菌株產(chǎn)CMC酶活94.51 IU/mL提高了227％。
　　 (3)以發(fā)酵條件優(yōu)化的菌株Pen