纤维素高效降解混合菌的筛选及其糖化发酵条件研究

摘要

本课题在能源危机恶化而秸秆纤维又严重浪费的双重大背景下提出，目的是通过寻找对秸秆纤维素有高效降解作用的混合菌对秸秆进行降解达到资源化利用。基于上述目的，首先从分菌着手，以长期被秸秆、植被覆盖的土壤为样本，经反复富集培养和分离纯化逐步得到14株能在以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为唯一碳源的固体培养基上生长的天然菌株；然后经滤纸崩解测试、刚果红纤维素平板识别，筛选出10株适应性强、纤维素降解效果明显的真菌；通过固态发酵试验，定量掌握10株菌的生长周期及其产酶情况，从而确定出4种组合方式；通过比较这4组固态发酵中CMC、FPA酶活大小及其同生性的优劣，最终得到一组对纤维素降解效果最好的混合菌。经鉴定两株菌分别为毛霉菌(Mucor sp.)和曲霉菌(Aspergillus sp)。 为使筛选的混合菌能最大限度的发挥对纤维素的降解作用，分别从种子制备、培养基优化和培养条件优化三个方面，通过单因素和正交两种试验方式对其糖化发酵条件进行深入研究。初步确定种子制备过程中，最佳接种方式为菌丝接种，最佳接种时间为3d；培养基的最佳组合为稻草粉：麸皮=8：1，(NH<,4>)<,2>SO<,4>含量=2.5％，固液比=1：1.5；最适培养条件分别为：当pH值自然、接种量20％、接种比2：1、28℃下培养5天时，CMC酶活最大为732.41U，当pH值自然、接种量30％、接种比1：1、28℃下培养5d时，滤纸酶活最大为75.34U。与目前报道的纤维素降解菌相比，酶活有了一定的提高，为实际中纤维素资源的能源化利用提供一定的理论基础。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2国内外研究进展

1.2.1秸秆利用技术

1.2.2秸秆发酵制乙醇的工艺

1.2.3预处理方法

1.2.4纤维素降解菌的选育

1.2.5酶法糖化秸秆纤维的原理

1.3课题来源及主要研究内容

1.3.1课题来源

1.3.2研究内容

第2章纤维素降解菌的分离筛选

2.1引言

2.2试验菌株

2.3实验材料

2.3.1稻草粉

2.3.2实验用培养基

2.3.3主要试剂

2.4实验设备

2.5实验方法

2.5.1样品采集

2.5.2菌株富集培养

2.5.3菌株分离

2.5.4菌株筛选

2.5.5菌株鉴定

2.5.6菌株保存

2.5.7孢子悬液制备

2.5.8发酵产酶试验

2.5.9酶活测定

2.6实验路线

2.7结果与分析

2.7.1菌株分离及初筛

2.7.2菌种复筛

2.7.3菌种鉴定

2.8讨论

2.8.1采样

2.8.2菌种分离筛选

2.8.3酶活的测定方法

2.8.4混菌与单菌的对比

第3章混合菌糖化发酵条件的研究

3.1引言

3.2出发菌种

3.3实验材料

3.3.1发酵原料

3.3.2培养基

3.3.3主要试剂和试验设备

3.4实验方法

3.4.1菌种保存

3.4.2菌种活化

3.4.3菌龄估计

3.4.4孢子悬浊液的制备

3.4.5固态发酵

3.4.6酶活测定

3.4.7单因素试验

3.4.8正交试验

3.5实验路线

3.6结果与分析

3.6.1种子制备优化

3.6.2培养基优化

3.6.3产酶条件优化

3.7讨论

3.7.1预处理方法

3.7.2氮源选择

3.7.3酶活指标

3.7.4发酵温度

3.7.5混合接种

结论与展望

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果