深层发酵和固态发酵工艺对瘤胃真菌菌株产纤维素酶的影响

摘要

本研究通过发酵试验，利用从本试验室分离得到的瘤胃真菌菌株，探索瘤胃厌氧真菌菌株深层发酵和固态发酵的产酶效果，确定适宜的液态和固态发酵条件。 1.试验一通过四因素三水平正交试验设计，采用深层发酵工艺探讨惰性载体类型、载体添加量、载体粒度、发酵体积四个因素对羧甲基纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、微晶纤维素酶、滤纸酶、木聚糖酶酶活力的影响，从而筛选产适宜的产酶工艺。本试验研究表明当发酵体积为100mL时，惰性为珍珠岩、添加量为5％、粒度为1.25 mm-2mm，纤维素酶活达到最高，菌丝生成量最多。 2.试验二采用单因素试验设计，分别研究固体发酵底物（酒糟、玉米秸秆、地瓜蔓、花生蔓），固液比(2∶1、1∶1、1∶2)，发酵时间(1、2、3、4、5、6d)，接种量(5％、10％、15％)对瘤胃真菌产羧甲基纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、微晶纤维素酶、滤纸酶、木聚糖酶酶活力的影响。本试验结果表明，瘤胃真菌菌株在发酵底物为酒糟时酶活极显著高于其它三种发酵底物的酶活(P＜0.01)。固液比为1∶2时活性最高纤维素酶性最高，其中滤纸酶、β-葡聚糖酶和微晶纤维素酶在固液比1∶2时较2∶1时差异显著（P＜0.05），木聚糖酶和羧甲基纤维素酶在固液比2∶1、1∶1、1∶2之间差异均不显著(P＞0.05)。瘤胃真菌在发酵时间在4d时，5种酶的活力均达到最高，第4d的酶活力显著高于第2d、3d、5d（P＜0.05），极显著高于第1d、6d（P＜0.01）。木聚糖酶、滤纸酶、羧甲基纤维素酶和β-葡聚糖酶在接种量为15％时酶活力显著高于接种量为5％时的酶活力（P＜0.05），微晶纤维素酶在接种量为10％时，活力最高，接种量为10％时的酶活力较15％时差异不显著（P＞0.05），较5％时差异显著(P＜0.05)。综合各种结果，固体发酵产酶适宜条件为以酒糟为发酵底物、固液比为1∶2、发酵时间为4d、接种量为10％时。 3.试验三在试验二的基础上，采用正交试验设计，研究酒糟在固液比(1∶1.5、1∶2、1∶2.5)，发酵时间(3.5d、4d、4.5d)，接种量(8％、10％、12％)不同培养条件下的滤纸酶和木聚糖酶的活力，DM、CP、NDF、ADF的消失率，确定瘤胃真菌发酵产酶的最适培养条件。本试验研究表明，当固液比为1∶2.5、时间为3.5d、接种量为12％时，滤纸酶和木聚糖酶的活力最高。当固液比为1∶2时，时间为4.5 d，接种量为12％时，酒糟的DM消失率为最高;固液比为1∶2，时间为4.5d，接种量为10％时，酒糟的NDF、ADF消失率为最高。以酒糟为发酵底物的固态发酵适宜产酶条件为固液比1∶2、时间4.5d、接种量10％。

目录

声明

摘要

前言

文献综述

1 瘤胃厌氧真菌的来源及其分类

2 纤维素酶的分类

2．1 内切葡聚糖酶

2．2 外切葡聚糖酶

2．3 β-葡萄糖苷酶

3 提高纤维素酶活力的途径

3．1 筛选具分解能力的产纤维素酶的菌株

3．2 发酵参数的优化

3．3 多菌株混合培养

3．4 诱变育种

4 纤维素酶在畜牧生产中的应用

4．1 纤维素酶对畜禽消化性能的影响

4．2 纤维素酶对畜禽生产性能的影响

4．3 纤维素酶在饲料资源开发上的应用

5 本试验的目的和意义

试验一 惰性载体对瘤胃真菌菌株深层发酵产纤维素酶的影响

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验仪器

1．3 培养基的制备

1．4 试剂的配制

1．5 试验设计

1．6 测定指标及方法

1．7 统计分析方法

2 结果与分析

2．1 菌丝生长量

2．2 木聚糖酶活力

2．3 滤纸酶活力

2．4 微晶纤维素酶活

2．5 β-葡萄糖苷酶活力

2．6 羧甲基纤维素酶活力

3 讨论

3．1 载体种类对酶活与菌丝生成量的影响

3．2 载体添加量对酶活与菌丝生成量的影响

3．3 载体粒度对酶活与菌丝生成量的影响

3．4 发酵体积对酶活与菌丝生成量的影响

4 小结

试验二 瘤胃真菌采用固态发酵产纤维素降解酶的初步研究

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验仪器

1．3 培养基的配制

1．4 试验设计

1．5 测定指标及方法

1．6 统计分析

2 结果与分析

2．1 不同的发酵底物对于纤维素酶活力的影响

2．2 不同的固液比对于纤维素酶活力的影响

2．3 不同的发酵时间对于纤维素酶活力的影响

2．4 不同的接种量对于纤维素酶活力的影响

3 讨论

3．1 不同的发酵底物对于纤维素酶活力的影响

3．2 不同的固液比对于纤维素酶活力的影响

3．3 不同的发酵时间对于纤维素酶活力的影响

3．4 不同的接种量对于纤维素酶活力的影响

4 小结

试验三 酒糟固态发酵工艺的优化

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验仪器

1．3 试剂的配制

1．4 培养基的配制

1．5 试验设计

1．6 测定指标及方法

1．7 统计分析方法

2 结果与分析

2．1 滤纸酶活力

2．2 木聚糖酶活力

2．3 干物质(DM)消失率

2．4 粗蛋白(CP)消失率

2．5 中性洗涤纤维(NDF)消失率

2．6 酸性洗涤纤维(ADF)消失率

3 讨论

4 小结

全文结论

参考文献

中英文缩写词表

导师组意见

致谢

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