纤维基质对液体培养灵芝产纤维素酶的影响

本研究通过在培养基中添加滤纸、羧甲基纤维素(CMC)、蔗渣和玉米芯等纤维素类基质,观察纤维素基质对液体培养条件下灵芝产纤维素酶和半纤维素酶的影响.结果表明,这些纤维素基质能促进纤维素酶活力的增加,促进作用效果各异,当滤纸的添加量达到1 g/L时,滤纸酶活(FP酶活)达到空白对照的9.04倍,当蔗渣添加量为1 g/L时,灵芝β-1,4-葡聚糖酶酶活(Cx酶活)、FP酶活、半纤维素酶活分别比空白对照样增加了12%、534%、117.3%.     

哈茨木霉产纤维素酶菌株筛选及培养基优化

[目的]以微晶纤维素为底物,从宝天曼自然保护区采集的腐木和土壤中筛选产纤维素酶活高的真菌,并优化其培养基配方。[方法]通过微晶纤维素平板上产生的透明圈大小进行初筛,和滤纸酶活复筛,并通过响应面法优化其发酵培养基。[结果]筛选到一株酶活较高的菌株,经18S r DNA序列分析鉴定为哈茨木霉,命名为哈茨木霉D-8,通过响应面分析法优化后的培养基配方为木糖渣2. 86%,麸皮2%,微晶纤维素0. 48%,(NH4)2SO40. 32%,KH2PO41%,MgSO40. 04%。[结论]滤纸酶活从优化前的4. 32 IU/m L提高到5. 53 IU/m L,使其纤维素酶活提高了28%,其培养基的优化为哈茨木霉D-8的发酵生产奠定了应用基础。     

大熊猫肠道纤维素分解菌的分离鉴定及产酶性质

【目的】从健康大熊猫新鲜粪便中分离具有纤维素酶活性的菌株,并对其进行菌种鉴定及产酶性质研究。【方法】利用羧甲基纤维素钠培养基分离纯化具有较高纤维素酶活性的菌株,根据形态学特征、生理生化特性以及16S rDNA分析对其进行分类鉴定,研究影响该菌株纤维素酶的产酶条件,以及对不同纤维素底物的降解情况。【结果】分离得到一株纤维素酶产生菌株P2,该菌株为好氧的革兰氏阳性细菌,生长温度范围20-50℃(最适温度37℃),pH范围6.0-9.0(最适pH7.0),NaCl浓度范围0%-15%(最适2%NaCl),培养24h达到产酶高峰。16S rDNA基因序列分析显示,菌株P2与解淀粉芽胞杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)NBRC15535相似性为99.66%。该菌株对四种纤维素底物(滤纸、脱脂棉、秸秆、竹纤维)均有不同程度的降解,内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和总酶活具有不同的酶活变化。【结论】本研究首次从大熊猫粪便中分离出了好氧纤维素分解菌,并鉴定为解淀粉芽胞杆菌,对上述四种纤维结构均有一定的破坏和分解作用,为进一步研究大熊猫竹纤维消化机制提供了菌源。     

1株产纤维素酶细菌的筛选、鉴定及生长特性

分离筛选高效降解纤维素的菌株,并研究其生物学特性。利用刚果红染色法从腐烂的玉米秸秆中分离纤维素降解菌,再通过测定滤纸的降解率及多种酶活复筛。综合考虑水解圈和菌落直径(HC值),滤纸的降解率和酶活,对所筛选的菌株进行纤维素降解能力综合评价,最终获得1株具有纤维素降解能力的菌株DX4,其滤纸酶活(FPA酶活)、内切葡聚糖酶活力(CMC酶活)和外切葡聚糖酶活力(Cex酶活)分别为256.051、358.276和5.536 U/m L。结合形态学、生理生化特性和分子生物学鉴定,将该菌株鉴定为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis),命名为Bacillus subtilis DX4,简称BS-DX4。研究表明,BS-DX4的最适生长温度为40℃,最适生长pH为7.0,低盐浓度下生长旺盛,是具有开发潜力的纤维素酶高产菌株。     

一株纤维素降解真菌的筛选及鉴定

[目的]分离筛选高效降解纤维素的真菌菌株,并研究其产酶能力.[方法]利用刚果红染色法从甘蔗地土壤中分离纤维素降解真菌,再通过测定滤纸的降解率及发酵酶活复筛.[结果]综合考虑水解圈,水解圈和菌株直径的比值(HC值),滤纸的降解率和复筛酶活,对试验真菌降解纤维素的能力进行综合评价,筛选到具有较强纤维素降解能力的真菌菌株SJ1,经形态学观察及分子生物学鉴定,该菌属于草酸青霉.其滤纸酶活、内切葡聚糖酶酶活(CMC酶活)、β-葡聚糖苷酶酶活和外切葡聚糖酶酶活(CBH酶活)分别为25.15、740.42、58.03和2.442 U/mL.[结论]菌株SJ1是一株十分具有研究开发潜力的纤维素酶生产菌株.     

一株耐冷玫红假裸囊菌HD1031的鉴定及其所产纤维素酶的研究

[目的]以纤维素为唯一碳源,从四川省阿坝自治州黄龙沟的高山低温环境中分离筛选产纤维素酶的耐冷菌,并研究菌株的产酶特征.[方法]根据菌株的ITS序列分析及形态特征,对菌株进行鉴定.利用DNS法测定纤维素酶酶活性.[结果]从四川省阿坝自治州黄龙沟的高山腐殖土中筛选出一株产纤维素酶的耐冷菌HD1031,经鉴定该菌为玫红假裸囊菌(Pseudogymnoascus roseus).该菌可在4℃-25℃生长,最适生长温度为16℃-17℃.该菌在以微晶纤维素和玉米芯粉为碳源、硫酸铵和Tryptone为氮源的培养基中,17℃、160 r/min摇瓶发酵8d后产生纤维素酶,其中内切葡聚糖酶酶活为366.67 U/mL,滤纸酶酶活87.6 U/mL,β-葡萄糖苷酶酶活90.8 U/mL,酶最适反应pH为6.0,最适反应温度为50℃.[结论]筛选获得一株产纤维素酶的耐冷菌HD1031,此菌株所产纤维素酶在20℃-40℃下活性较高,对热敏感,具有低温纤维素酶的特点.     

细菌纤维素酶的酶学性质研究

对纤维素酶各组分的酶学性质进行研究,是提高生物法利用纤维素效率的关键。本研究以实验室筛选得到的产纤维素酶细菌为出发菌株,对其发酵粗酶液的纤维素酶酶学性质进行研究。以羧甲基纤维素钠为底物,所测内切葡聚糖苷酶活力为15.4 IU/ml,酶促动力学常数Km和Vmax分别为0.67 mg/ml和0.62 mg(ml·min)-1,以微晶纤维素为底物,其外切葡聚糖苷酶活力为29.9 IU/ml,酶促动力学常数Km和Vmax分别为0.95 mg/ml和0.38mg(ml·min)-1。两种酶的最适反应温度与p H相同,分别为55℃和p H7.2。     

稻草秸秆纤维素分解菌的分离筛选

本研究基于获得高效木质纤维素分解菌的目的,以刚果红纤维素琼脂和滤纸条培养基为初筛培养基,从分离获得的124株真菌中筛选出透明圈与菌落直径比值较大、滤纸条分解能力较强的11个菌株.经液体发酵,测定其酶活力,复筛得到羧甲基纤维素酶活和滤纸酶活均较高的4个菌株;并进行了不同碳源和不同pH对筛选菌株产酶能力的影响试验,发现不同菌株对不同纤维素物质的分解能力不一样,同一菌株对不同纤维素碳源的利用能力也不相同.     

秸秆纤维素分解菌的酶活力测定

目的:测定秸秆纤维素分解菌的酶活力。方法:从土壤中分离出具有分解纤维素能力的菌株,采用刚果红染色法进行粗选,得到7株透明圈较大的菌株。将这7株菌株液体发酵培养6d,再分别用滤纸分解度观察、羧甲基纤维素酶活法(CMC)、滤纸酶活法(FPA)和天然纤维素酶活法测定其酶活力。结果:在7株菌株中,F-1、F-2、F-3、F-5的酶活力测定结果与其溶解圈的测定结果、滤纸分解结果基本相同。且天然纤维素酶活力高的菌株,其CMC酶活、FPA酶活也高,滤纸分解效果也比较明显。结论:CMC法、FPA法和天然纤维素酶活法适于测定秸秆纤维素分解菌的酶活力。     

响应面法优化链霉菌S10A09发酵产纤维素酶条件

在筛选纤维素酶活菌株时,发现一株放线菌链霉菌属S10A09具有较高的纤维素酶活力。为了获得高酶活纤维素酶,将Plackett-Burman(PB)筛选和中心组合设计(CCD)以及响应面分析法相结合,考察影响链霉菌属S10A09发酵生产滤纸酶的发酵条件。Plackett-Burman结果表明,羧甲基纤维素钠(CMC-Na)和(NH_4)_2SO_4是影响S10A09发酵产纤维素酶活高低的主要因素。CCD实验优化后产酶最优发酵培养基(g/L)为CMC-Na 2.57、(NH_4)_2SO_411.31、KH_2PO_4 0.2、MgSO_41、FeSO_40.01。优化后,滤纸酶活(FPA)达到125.96 U/mL,接近优化前的3倍。     

液态发酵条件下拟康宁木霉8985产纤维素酶能力初探

液态发酵条件下,以微晶纤维素为唯一碳源,比较了拟康宁木霉Trichoderma koningiopsis 8985和里氏木霉T. reesei QM9414产纤维素酶的能力。8985发酵12 h开始产生纤维素酶,36 h时酶活达到产酶峰值的50%,此时QM9414尚未诱导产酶。测定8985发酵84 h时上清液中滤纸纤维素酶、羧甲基纤维素酶、β-葡萄糖苷酶和木聚糖酶的酶活分别为1.06、3.62、1.80和6.67 IU/mL,分别是QM9414上述酶活的1.72、1.70、6.35和1.12倍。8985滤纸纤维素酶酶活的最适反应条件为pH 4.5,反应温度50 ℃,在Fe³⁺ (≤ 4 mmol/L)和Cu²⁺ (0-10 mmol/L)存在条件下酶活稳定。     

表面活性剂对绿色木霉产纤维素酶影响

利用绿色木霉,以稻草为唯一碳源,采用液态发酵的方法,分别加入生物表面活性剂鼠李糖脂和化学表面活性剂Tween 80,重点研究了生物表面活性剂对绿色木霉产纤维素酶的影响。实验分析了加入不同浓度的表面活性剂时滤纸酶活、羧甲基纤维素酶活、微晶纤维素酶活及酶液的表面张力随时间的变化情况。结果表明,添加鼠李糖脂能够促进绿色木霉产酶,分别使滤纸酶活、羧甲基纤维素酶活、微晶纤维素酶活最大提高了1.08倍,1.6倍和1.03倍。与Tween 80相比,鼠李糖脂促进产酶的效果明显优于Tween 80。     

纤维素降解的菌株筛选及其运用

目的:筛选降解稻草纤维素菌株,为纤维素的高效降解提供理论依据.方法:采用羧甲基纤维素钠刚果红培养基与滤纸条培养基从采集的腐木、腐土和腐叶等样品中筛选出纤维素降解菌.然后经液态发酵后测定其羧甲基纤维素酶活力与降解稻草的天然纤维素酶活力,综合考虑这两种酶活力,对其进行单独与混合发酵培养.筛选分解稻草能力较强的菌株组合.结果:初筛到5株真菌和5株细菌纤维素降解力较优的菌株.经酶活力测定后,得到分解纤维素能力较强的两株真菌F3和F5与两株细菌B1和B5,其中F3和B1的羧甲基纤维素酶活分别为705.6U、214.6U;F5和B5天然纤维素酶活分别为466.5U、204.8 U.混合培养在一定程度上能提高纤维素酶活,F3/F5具有稳定而较高的酶活力,某时间段酶活高达646.8U,且后续酶活力也保持在较高水平.而F3/B5在某时间段的酶活高达788.6U.结论:菌株的混合培养可以提高纤维素酶活.     

纤维素酶高产菌种选育及酶活测定

一般从自然界筛选分离的野生型菌株产酶能力比较低．为了提高纤维素酶的活力,筛选和培育高产的菌种是关键。纤维素酶是多组分的复合酶．各个组分的底物专一性不同．并且不同来源的纤维素酶各组分的比例有差别。另一方面．纤维素酶作用的底物比较复杂,常常影响酶活力的表现,加上反应产物的不同．致使纤维素酶活力的测定方法多而繁杂。上期已对纤维素乙醇生产技术中的纤维质原料预处理技术进行了全面的综述．这期将围绕纤维素酶高产菌种选育及酶活测定进行介绍。     

草酸青霉中一个膨胀因子基因POX06047的遗传分析

纤维素由于大量纤维素链间氢键的存在形成了很难被纤维素酶降解的微晶纤维素.膨胀因子通过破坏纤维素链间的氢键使纤维素酶能更好地接近和降解底物.草酸青霉(Penicillium oxalicum)HP7-1的基因组中注释为膨胀因子基因有4个,分别为POX01524、POX06047,POX07832和POX08485.其中POX06047被注释为类扩展蛋白(expansin-like)基因,通过结构域分析,POX06047含有一个类内切葡聚糖酶45家族结构域.本研究通过同源重组途径和冻融转化法在草酸青霉ΔPoxKu70菌株中将POX06047基因敲除,成功获得了缺失突变株ΔPOX06047.通过测定缺失突变株在液体产酶培养基下的各种纤维素酶产量和木聚糖酶产量,发现相比于出发菌株ΔPoxKu70,ΔPOX06047 的 CMCase产量和滤纸酶产量没有变化,而木聚糖酶产量、p-NPCase产量和p-NPGase产量均出现了不同程度的下降.将POX06047基因在草酸青霉ΔPoxKu70中进行过量表达,得到过量表达菌株OXPOX06047,检测结果表明,相比出发菌ΔPoxKu70,ΔPOX06047的p-NPCase、木聚糖酶产量有所提高,CMCase、p-NPGase产量有所下降,滤纸酶活力保持不变.     

棉秸秆降解高温菌株的筛选及产酶分析

从新疆地区分离具有降解棉秸秆纤维素功能的菌株,得到4株耐高温真菌(50°C)。纤维素酶学性质分析表明,该4株菌的纤维素酶具有良好的耐酸性(最适pH为4.5)和耐高温性(最高达60°C)。以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、微结晶纤维素、棉花、滤纸、淀粉、果胶为底物测定酶活力,滤纸酶活力(FPA)最高达2.63 U/mL、淀粉酶活力最高达6.17 U/mL、果胶酶活力最高达5.86 U/mL。4株真菌酶学特性分析表明,该系列菌株在秸秆生物质利用方面有很大的应用潜力。     

高效低成本纤维素酶诱导物的制备、筛选及应用

本研究利用玉米芯、甘蔗渣、脱木素木糖渣及粗纤维诱导里氏木霉产纤维素酶,对4种材料进行成份测定,然后以逐步添加的方式与微晶纤维素混合诱导里氏木霉产纤维素酶,和使用微晶纤维素诱导产酶对比,玉米芯含有的纤维素代替总纤维素的50%时,酶活力降低2个单位,蛋白减少0.8 g左右,其酶水解能力降低0.4%,对其产纤维素酶的水解能力没产生不利影响。甘蔗渣纤维素替代量可以达到30%,酶活力有1个单位的降低,蛋白分泌降低0.5 g左右,酶的水解能力提高7%左右。脱木素木糖渣纤维素替代量也可达到50%,酶活力和蛋白降低分别达到0.5个单位和0.2 g左右,酶水解能力降低了4.45%。粗纤维的利用可以达到100%替代,对里氏木霉产酶的酶活力影响有0.3个单位之差,水解能力降低1.625%。这说明这几种物质可以部分替代或者完全替代微晶纤维素,诱导里氏木霉发酵产纤维素酶,特别是由玉米芯和甘蔗渣制备的脱木素木糖渣和粗纤维有着较高的应用前景。该研究对降低纤维素酶的生产成本及其工业化应用具有重要意义。     

草酸青霉菌生产纤维素酶的反应条件优化

纤维素酶在生物能源、纺织、饲料和造纸工业等具有重要作用,筛选高效微生物生产菌株,优化最佳产酶工艺,是获得该产品的有效途径。从含有落叶腐木和腐烂秸秆的土壤中筛选出一株高效纤维素降解菌,采用形态学观察及核糖体保守序列分析确定该菌株分类地位,对菌株最适发酵初始p H、最适碳源、氮源及不同表面活性剂选择添加进行最佳产酶条件优化。形态学结合ITS(Internal Transcribesd Spacer)基因序列系统发育学分析确定分离的菌株其为草酸青霉菌,命名为Penicillium oxalicum JG。该菌株以初始p H2.0-3.0,CMC-Na为碳源,豆粉为氮源时,产纤维素酶能力达到最大。不同表面活性剂对菌株产酶影响的结果发现,来源广泛、价格相对较低廉的卵磷脂对草酸青霉菌具有明显的产酶促进作用,发酵液中滤纸酶(FPA)、β-1,4-内切葡聚糖酶(CMCase)和β-葡萄糖苷酶(BGL)活力分别提高72.9%、20.8%和33.6%。草酸青霉菌JG可在酸性初始条件下发酵生产复合纤维素酶,卵磷脂可明显提高其产酶活性。     

纤维素降解真菌A25-2的分离、鉴定及其产纤维素酶的酶学特性

本研究以Avicel-刚果红选择培养基为初筛培养基,从云南哀牢山国家级自然保护区和广西猫儿山国家级自然保护区的土壤样品中分离筛选得到4200株真菌,从中筛选出透明圈与菌落直径比较大、透明程度较为清晰的12个菌株。通过液体培养发酵,测定其上清液中的羧甲基纤维素酶活力、滤纸酶活力和Avicel酶活力,最终筛选出一株产该三种酶且其活力均最高的真菌菌株A25-2。通过对菌株A25-2形态学观察和其内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)序列同源性比对分析,将菌株A25-2鉴定为哈茨木霉(Hypocrea lixii)。酶活测定结果表明菌株A25-2产纤维素酶的酶活力较高,在最适作用pH4.5和最适作用温度55℃下,其羧甲基纤维素酶活力为2.26IU/mL,滤纸酶活力为0.58IU/mL,Avicel酶活力为0.39IU/mL。薄层层析实验表明A25-2具有完整的纤维素酶系统。因此,真菌A25-2可作为饲料加工等生产和纤维素酶相关研究的备选菌株。     

白蚁及其共生菌来源的4种木质纤维素酶的共表达

天然的木质纤维素材料含有纤维素、半纤维素和木质素等成分。降解天然木质纤维素底物时,需要木质纤维素酶共同作用。近年在木质纤维素酶的相互协同作用方面的研究引起人们的关注,成为一个新的研究热点,文中使用两个不同的共表达载体pETDuet-1和pRSFDuet-1,在大肠杆菌中共表达了白蚁及其肠道微生物来源的β-葡萄糖苷酶、内切β-1,4-葡聚糖酶、漆酶和木聚糖酶这4种木质纤维素酶,经过SDS-PAGE分析得到了与理论值一致的蛋白条带,同时经过酶活验证,这4种蛋白都具有酶活性。以磷酸处理的微晶纤维素(PASC)为底物,测定了共表达酶粗酶液与单独表达酶混合液的协同作用因子,从还原糖的产量上经计算共表达的粗酶液比单独表达酶的混合液对PASC的降解协同作用提高44%;以滤纸和磷酸处理的玉米芯为底物,测定降解协同作用,分别提高了34%和20%。结果表明,共表达酶的降解效率要高于混合的单组分酶液降解效率的总和。