高效厭氧纖維素降解菌復(fù)合菌系的構(gòu)建及應(yīng)用研究.pdf

1、我國(guó)年產(chǎn)農(nóng)作物秸稈7億多噸，利用率不足40％，不僅造成資源浪費(fèi)，而且污染環(huán)境。秸稈的主要成分是纖維素，纖維素在纖維素酶的催化作用下可分解為容易被利用的小分子有機(jī)物。纖維素酶由多組分酶系組成，研究發(fā)現(xiàn)纖維素酶協(xié)同作用的降解效果比單一酶的好。本研究以濾紙酶活和纖維素降解率為測(cè)定指標(biāo)，人工構(gòu)建復(fù)合菌系，自然篩選出能夠高效降解纖維素的復(fù)合菌系，初步應(yīng)用于秸稈產(chǎn)沼氣實(shí)驗(yàn)中，提高秸稈的利用率及沼氣的產(chǎn)量和質(zhì)量，對(duì)促進(jìn)秸稈資源的有效利用，降低環(huán)境污染

2、具有重要意義。
　　 將三種纖維素降解菌LXD-2(Clostridium cellobioparum)、CZ-3(Clostridiumpapyrosolvens)和N14(Cellulomonas.sp.)進(jìn)行混合培養(yǎng)，人工構(gòu)建復(fù)合菌系，確定最佳接種順序?yàn)椋合冉尤隢14，再同時(shí)接入CZ-3和LXD-2，接種量為15％，接種比例為2：(1:1)；復(fù)合菌系的濾紙酶活和纖維素降解率比單一菌顯著提高，其濾紙酶活分別是LXD-2、CZ

3、-3、N14的1.47倍、1.29倍和1.14倍，纖維素降解率分別是LXD-2、CZ-3、N14的1.38倍、1.57倍和1.22倍。
　　 從不同生境富含纖維素降解菌的樣品中，以濾紙條為唯一底物，進(jìn)行富集、傳代，經(jīng)多次傳代培養(yǎng)，選出兩組濾紙降解效果好，纖維素酶活高且代謝穩(wěn)定的自然復(fù)合菌系LS和W2。
　　 LS的最佳發(fā)酵條件是：碳源為微晶纖維素粉，濃度為0.5％；氮源是蛋白胨，濃度為0.15％；溫度是30-37℃，pH

4、值為7.0-7.5；NaCl濃度是0.1％，K+、Al3+能夠促進(jìn)LS對(duì)纖維素的降解，而CO2+抑制LS對(duì)纖維素的降解。LS復(fù)合菌系在72h時(shí)纖維素酶活性最高，為1.21U；發(fā)酵結(jié)束后纖維素的降解率達(dá)到22.86％；乙酸含量為462.2ppm，丙酸含量為1574.3ppm，丁酸含量為377.3ppm；纖維素含量減少12％，半纖維素減少11％。
　　 W2的最佳發(fā)酵條件是：碳源為微晶纖維素粉，濃度為1.0％；氮源是酵母粉，濃度為0

5、.15％；pH值是7.0-8.0，溫度為30-37℃；NaCl濃度是0.1％；K+、Mg2+能促進(jìn)W2對(duì)纖維素的降解，Mn2+抑制W2對(duì)纖維素的作用。W2培養(yǎng)72h時(shí)纖維素酶活性最大，酶活為1.23U，發(fā)酵結(jié)束后，纖維素的降解率達(dá)到23.38％；乙酸含量為410.1ppm，丁酸含量為313.6ppm，丙酸含量為1808.0ppm；纖維素含量減少14％，半纖維素含量減少13％。
　　 將人工構(gòu)建的復(fù)合菌系和自然篩選的兩組復(fù)合菌系，