單菌株發(fā)酵和混合菌株發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的研究.pdf

1、纖維素占植物干重的35％-50％，是地球上分布最廣、含量最豐富的可再生資源，纖維素酶可將其轉(zhuǎn)化為人類所需的能源、食物和化工原料，對解決當(dāng)前環(huán)境污染、食物短缺和能源危機(jī)具有重要意義。關(guān)于纖維素酶的生產(chǎn)方法，國內(nèi)研究較多是單菌株發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶，混合菌株發(fā)酵研究較少。本文選用實(shí)驗(yàn)室篩選的三株纖維素酶生產(chǎn)菌，進(jìn)行了單菌株與雙菌株混合搖瓶發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，對六種不同發(fā)酵液進(jìn)行了纖維酶的提取純化對比研究，并比較了它們各自纖維素酶酶系組分。具體概括如下：

2、 1、串珠霉、鏈霉菌、枝孢菌初始單菌發(fā)酵實(shí)驗(yàn)中，串珠霉產(chǎn)酶活力最高，鏈霉菌最低。串珠霉產(chǎn)CMC酶、FPA酶和βG酶活力分別為1.46IU、1.04IU、0.38IU。 2、通過單因素和SAS二水平設(shè)計(jì)及響應(yīng)面分析，得到了串珠霉發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶最佳條件。PB設(shè)計(jì)法篩選出影響其產(chǎn)酶活力的顯著因素為稻草添加量、麩皮添加量和pH。BB設(shè)計(jì)法對這三個(gè)顯著因素響應(yīng)分析得最佳發(fā)酵條件為：稻草粉 6.3％，麩皮2.8％，豆餅粉3％，玉米粉2％

3、，KH<,2>PO<,4>0.5％，CaCl<,2>0.3％，pH4.7，28℃，接種量3 mL，發(fā)酵7天。實(shí)驗(yàn)結(jié)果有良好穩(wěn)定性，優(yōu)化后串珠霉產(chǎn)CMC酶、FPA酶、βG酶活分別達(dá)2.45 IU、1.37 IU、0.72 IU，是優(yōu)化前的 1.68、1.30、1.89倍。 3、混菌發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶實(shí)驗(yàn)得出：a、產(chǎn)纖維素酶酶活最高的是串珠霉與鏈霉菌混合發(fā)酵，CMC酶、FPA酶、βG酶酶活分別為3.75 IU、1.52 IU、2.45

4、IU；其次是串珠霉與枝孢菌混合發(fā)酵，產(chǎn)CMC酶、FPA酶、βG酶酶活分別為4.08 IU、1.53 IU、2.71 IU，枝孢菌與鏈霉菌發(fā)酵產(chǎn)酶最小，產(chǎn)CMC酶、FPA酶、βG酶活分別為1.42 IU、1.28 IU、0.31 IU；b、真菌與真菌混合時(shí)之間存在競爭性抑制作用，早期二者必須分開培養(yǎng)；真菌與放線菌混合時(shí)彼此互利共生，一起培養(yǎng)比分開培養(yǎng)酶活高。c、混菌株發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶酶活比單菌株高，并且發(fā)酵周期比單菌株短。 4、優(yōu)化

5、得到串珠霉與鏈霉菌混合發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶最佳條件為：稻草粉5.8％，麩皮3％，豆餅粉3％，玉米粉2％，KH<,2>PO<,4>0.5％，CACl<,2>0.3％，起始pH4.5，鏈霉菌：串珠霉接種比例3.55mL：2 mL，先37℃發(fā)酵4天再28℃繼續(xù)發(fā)酵，發(fā)酵總時(shí)間5.75天。在此條件下，產(chǎn)CMC酶、FPA酶、βG酶酶活分別為4.08 IU、1.53 IU、2.71 IU，是各單菌株發(fā)酵酶活的2.79-4.25倍、1.47-2.39倍、5

6、.4-7.13 倍。 5、纖維素酶酶系分析發(fā)現(xiàn)：從6種發(fā)酵液提取纖維酶采用的鹽析硫酸銨飽和度不同；6種粗制酶液經(jīng)相同條件層析，它們各自的 CMC 酶、FPA酶、βG酶酶活吸收峰個(gè)數(shù)及位置不一樣；6種精制純化后的酶液經(jīng) SDS-PAGE 電泳得到的纖維素酶蛋白條帶數(shù)及Rf值也各有區(qū)別，而且比較分析發(fā)現(xiàn)混菌發(fā)酵產(chǎn)生的酶蛋白條帶較單菌多，纖維素酶酶系較齊全。這說明了不同菌株之間及單菌株與混合菌株之間發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶酶系是有差別的，由于混