高產(chǎn)纖維素酶菌株選育、過程優(yōu)化及誘導物篩選.pdf

1、在木質(zhì)纖維素燃料乙醇的生產(chǎn)過程中，利用纖維素酶將原料轉(zhuǎn)化成微生物可發(fā)酵利用的糖是一個關(guān)鍵和限速步驟。由于纖維素酶的成本過高使得燃料乙醇的成本仍然很高，開發(fā)酶活高、成本低的纖維素酶尤為重要。選育高產(chǎn)纖維素酶菌株，優(yōu)化發(fā)酵產(chǎn)酶培養(yǎng)基以及篩選廉價誘導物均能有效降低成本。
　　本文以里氏木霉Rut-C30（Trichoderma reesei Rut-C30）為出發(fā)菌株，選用廉價的工業(yè)纖維素為誘導物，并對液體深層發(fā)酵培養(yǎng)基進行優(yōu)化。采用響

2、應(yīng)面分析法中的三因素五水平的中心組合設(shè)計，以工業(yè)纖維素、麥麩、大豆粉濃度作為三個因素，在五個水平協(xié)同考慮，由此對濾紙酶活進行分析。優(yōu)化后獲得最佳培養(yǎng)基組成為:工業(yè)纖維素35.62g/L、麥麩19.37 g/L、大豆粉38.49 g/L，在該最佳培養(yǎng)基配比條件下，濾紙酶活達到9.13IU/mL，比優(yōu)化前提高了1.72倍，其中葡萄糖苷酶酶活提高了88.97％。
　　為了進一步提高菌株產(chǎn)纖維素酶能力，采用物理-化學組合誘變法處理T.re

3、eseiRut-C30。將其用甲基磺酸乙酯處理24 h，再經(jīng)等離子體照射5 min，隨后通過兩輪誘變及不同培養(yǎng)基篩選，得到一株產(chǎn)酶能力較高的突變株T.reesei D-7和一株葡萄糖耐性較好的突變株T.reesei E-3。其中，T.reesei E-3在添加30g/L葡萄糖的培養(yǎng)基中產(chǎn)酶能力沒有受到影響。在此基礎(chǔ)上篩選確定T.reeseiD-7發(fā)酵產(chǎn)酶培養(yǎng)基的最佳碳源、氮源分別為微晶纖維素和酵母浸粉，并進一步運用中心組合設(shè)計原理，對T

4、.reeseiD-7發(fā)酵產(chǎn)酶培養(yǎng)基進行響應(yīng)面分析和優(yōu)化。以微晶纖維素、酵母浸粉、麥麩濃度為影響因素，濾紙酶活為響應(yīng)值，確定最佳培養(yǎng)基組成為:微晶纖維素39.48 g/L、麥麩20.83 g/L、酵母粉29.27 g/L，該培養(yǎng)基條件下濾紙酶活達到11.85 IU/mL，相比原始菌株提高了29.79％。
　　通過實驗確定α-淀粉酶酶解玉米淀粉制備的低聚糖可以誘導T.reesei D-7產(chǎn)纖維素酶。實驗結(jié)果表明，當培養(yǎng)基中添加39.4

5、8 g/L低聚糖，濾紙酶活為4.71 IU/mL，而當以20 g/L低聚糖和30g/L微晶纖維素混合作為碳源時，產(chǎn)酶最高為15.62 IU/mL，相比只添加微晶纖維素，酶活提高了31.81％。酶法制備的低聚糖成本低廉，能誘導產(chǎn)生較高的酶活，降低了產(chǎn)酶成本。
　　產(chǎn)酶發(fā)酵液經(jīng)固液分離后可直接用于酶解生物質(zhì)。為了更好地評價發(fā)酵粗酶液的酶解性能，進一步研究了粗酶液對玉米秸稈的酶解效果。本文采用稀堿處理玉米秸稈，當原料在121℃、固液比1