灰色鏈霉菌JSD-1發(fā)酵工藝及代謝產(chǎn)物研究.pdf

1、利用微生物降解秸稈可有效解決秸稈資源浪費(fèi)和環(huán)境污染等問題，但目前對(duì)具有秸稈降解能力的微生物的研究主要集中在細(xì)菌和真菌上，對(duì)放線菌的研究特別是產(chǎn)酶能力和秸稈降解速度等方面研究較少。本研究以一株具有高效降解秸稈能力的灰略紅鏈霉菌（Streptomyces griseorubens）JSD-1為研究對(duì)象，采用響應(yīng)面優(yōu)化方法分別對(duì)其生長(zhǎng)培養(yǎng)基、產(chǎn)酶培養(yǎng)基及發(fā)酵培養(yǎng)條件進(jìn)行了優(yōu)化，并利用 GC/TOF-MS對(duì)該菌株降解秸稈的代謝產(chǎn)物進(jìn)行了研究分析

2、。主要研究結(jié)果如下：
　　篩選出JSD-1生長(zhǎng)的最佳培養(yǎng)基為小米培養(yǎng)基，并對(duì)其成分及濃度進(jìn)行優(yōu)化。采用Plackett-Burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法篩選獲得了顯著影響因子，進(jìn)一步利用 Box-Benhnken響應(yīng)面設(shè)計(jì)對(duì)上述影響因子進(jìn)行優(yōu)化，通過方差分析和模型預(yù)測(cè)結(jié)果顯示當(dāng)小米粉為13.35g/L，碳酸鈣為6.26 g/L，蛋白胨為4 g/L，甘油20 g/L，蛋白胨3 g/L時(shí)，JSD-1的生物量達(dá)到最大值10.36 g/L，較優(yōu)化

3、前提高了59％。
　　研究不同添加劑對(duì)JSD-1產(chǎn)纖維素酶的影響。結(jié)果顯示，添加2%的麩皮對(duì)JSD-1產(chǎn)羧甲基纖維素酶（CMCase）有較大提高幅度，添加1.5% Tween20時(shí) JSD-1產(chǎn) CMCase顯著提高，外切葡聚糖酶活（CBHase）、濾紙酶活（FPase）及總蛋白量也高于其他處理?xiàng)l件。通過研究細(xì)胞膜磷脂的變化，解釋這兩種表面活性劑的促酶活效應(yīng)機(jī)理。最后采用響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化Tween20添加濃度、培養(yǎng)溫度、pH的協(xié)同效

4、應(yīng)。結(jié)果顯示當(dāng)添加Tween20濃度為1.47%，發(fā)酵溫度為32℃，控制發(fā)酵pH7.51時(shí)得到纖維素酶活最高值65.482 U/mL。
　　研究菌株在5L罐上發(fā)酵過程的參數(shù)變化，確定了pH值對(duì)纖維素酶活的產(chǎn)能有較大影響，提出了一種兩階段的pH值控制策略，即在JSD-1菌株發(fā)酵前48小時(shí)控制pH值8.0，保持菌體生物量高產(chǎn)出，48 h后將pH值控制在7.5保持CMCase和FPase高產(chǎn)率，最后通過水稻秸稈降解試驗(yàn)證明了該策略的有效