液態(tài)混菌發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實驗研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展,不可再生能源特別是石油、煤炭等天然石化燃料供不應求,能源與環(huán)境問題是全人類的共同問題,各國政府都十分關注對新的替代能源的研究。纖維素類物質(zhì)是自然界中最豐富、最廉價的一類可再生資源,但目前這些資源并沒有得到充分的利用,造成資源浪費和環(huán)境污染。纖維素酶能將纖維素分解為還原糖類,利于纖維素的生物轉化,纖維素酶的活性是直接影響纖維素利用的關鍵因素。因此,對生產(chǎn)高活性纖維素酶的研究己成為生物質(zhì)能源領域中的重要的研究課題。

2、>　　 本論文通過篩選得到了優(yōu)良纖維素酶產(chǎn)生菌綠色木霉D12和黑曲霉F-3,并通過單因素實驗和響應面分析的方法對其各自的發(fā)酵條件進行優(yōu)化。在此基礎上,考察綠色木霉D12和黑曲霉F-3的液態(tài)混菌發(fā)酵實驗的發(fā)酵條件,并利用PB實驗和響應面實驗優(yōu)化其最佳培養(yǎng)基組成,以及對混菌發(fā)酵所產(chǎn)酶的酶解效果進行驗證。
　　 結論如下:
　　 (1)介紹了纖維素酶以及纖維素酶高產(chǎn)菌株的選育方法和發(fā)酵工藝;闡述了纖維素酶在實際生產(chǎn)中的應用,

3、纖維素酶研究進展及遇到的問題。
　　 (2)利用剛果紅平板初篩和液態(tài)發(fā)酵復篩的方法選育出高產(chǎn)纖維素酶的綠色木霉D12,其最高酶活為0.62 IU/mL。通過單因素實驗和響應面分析法優(yōu)化實驗,得出最適宜綠色木霉D12液態(tài)發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的條件為發(fā)酵溫度為30.4℃、發(fā)酵時間為121.2 h、起始pH=4.85、接種量為5％(體積分數(shù)),在此條件下所產(chǎn)纖維素酶活為1.20 IU/mL,比之前提高了93.55％。
　　 (3)通

4、過分離和篩選,從實驗室保藏的10株黑曲霉中篩選出產(chǎn)β-葡萄糖苷酶活較高的黑曲霉F-3,其最高酶活為3.26 IU/mL。通過響應面分析法優(yōu)化實驗,得出最適宜黑曲霉F-3液態(tài)發(fā)酵產(chǎn)β-葡萄糖苷酶的條件為溫度為29.1℃、發(fā)酵時間為96.2 h、起始pH=4.91,在此條件下所產(chǎn)β-葡萄糖苷酶活為4.97 IU/mL,較之前提高了52.45％。為下一步混菌實驗提供重要的參考。
　　 (4)通過單因素實驗確定了綠色木霉D12和黑曲霉F

5、-3液態(tài)混菌發(fā)酵的發(fā)酵條件。接種方式:接入綠色木霉D12發(fā)酵48 h后再接入黑曲霉F-3發(fā)酵72 h;接種量比例:綠色木霉D12和黑曲霉F-3的接種量比例為3.0mL:2.0mL;發(fā)酵溫度:30℃恒溫培養(yǎng)48 h之后29℃恒溫培養(yǎng)72 h。
　　 (5)通過PB實驗確定了玉米芯、蛋白胨、(NH4)2SO4、吐溫-80和酵母膏五個因素對液態(tài)混菌發(fā)酵產(chǎn)酶影響顯著,并考慮實驗的經(jīng)濟性,選取玉米芯、蛋白胨、(NH4)2SO4和酵母膏四個

6、因素進行進一步的優(yōu)化。利用響應面分析的方法,并考慮實驗結果,最終確定了混菌發(fā)酵的培養(yǎng)基組分為:玉米芯為20 g/L、蛋白胨為1g/L、(NH4)2SO4為4g/L、酵母膏為0 g/L、麩皮為10 g/L、微晶纖維素為20 g/L、K2HPO4為4 g/L、CaCl2為0.5 g/L、吐溫-80為5 g/L。
　　 (6)采用綠色木霉和黑曲霉混合培養(yǎng)能大幅度的提高產(chǎn)酶活性,在上述條件下,混菌發(fā)酵,濾紙酶活最高可達2.14IU/mL