两种木霉混合菌产酶的条件优化及其对玉米秸秆降解的研究

【摘要】：我国农业生产中,每年可以产生7亿t左右的秸秆,这对耕地及森林面积相对不足的我国,无疑是一种非常宝贵的资源。利用微生物混合菌降解玉米秸秆,可以有效提高综合利用率,同时具有可持续、环保、经济的特点,已经逐渐成为近年来研究的热点。 目前,测定菌株产CMC酶(羧甲基纤维素酶)、FPA(滤纸纤维素酶)等酶的活性已经被普遍应用到秸秆微生物降解研究的选种方法当中,但对混合菌产酶工艺优化和接种高酶活混合菌株用来进行降解秸秆效果的研究相对较少,尤其是关于酶活与降解率之间关系的定量研究更是鲜见报道；并且在秸秆实际发酵降解过程中,各影响因素交互交叉作用的定量模型也研究的比较少。因此,本研究对绿色木霉和康宁木霉进行了混合培养,同时研究了绿康木霉菌的产酶工艺的优化和与秸秆降解率之间的关系,为玉米秸秆的微生物降解提供理论依据。 因此主要成果研究如下： 1、绿康木霉菌产羧甲基纤维素酶和滤纸酶的条件优化研究 (1)采用多因素正交试验对绿康混合菌产羧甲基纤维素酶和滤纸酶的液体培养基进行了优化,正交试验所得结果采用直观分析法进行分析,得出培养基的最优方案。产羧甲基纤维素酶其最优方案为A3B2C4D1E4,即碳源为麸皮粉,浓度为10g/L,氮源为硫酸铵,氮源浓度为0.11g/L,pH为7.0。采有极差分析时,各因素对指标影响大小的主次顺序为：RERBRARDRC,pH对木霉混合菌产羧甲基纤维素酶影响最大,接着是氮源、碳源,最后是氮源种类和碳源浓度；产滤纸酶其最优方案为A3B3C2D3E3,即碳源为麸皮粉,浓度为10g/L,氮源为酵母粉,氮源浓度为0.88g/L,pH为6.0。 (2)选用正交试验所得的优化液体培养基,对绿康混合菌进行单因素实验,考察不同转速、温度和接种量对产羧甲基纤维素酶和滤纸酶酶活的影响。结果表明,当温度为30℃时产羧甲基纤维素酶和滤纸酶酶活最高,温度过低产酶活较低。转速在150r/min的培养条件下,绿康混合菌产羧甲基纤维素酶和滤纸酶酶活最高,转速过高或过低都不利于产酶活。 (3)采用正交试验获得的优化培养基和单因素实验所得最佳培养环境,绿康混合菌在30℃、150r/min的条件下培养,优化的培养基产酶活高于原培养基产酶活,羧甲基纤维素酶是原液体培养基产酶活的1.5倍多,酶活分别为3014.32U/L；滤纸纤维素酶是原液体培养基产酶的1.5倍多,酶活分别为2897.15U/L。 2、绿色木霉、康宁木霉和绿康混合菌降解玉米秸秆的效果 (1)绿康混合菌选用的优化培养基降解玉米秸秆的效果比绿色木霉和康宁木霉在原溶液降解的效果好,因为优化的培养基适合绿康混合菌生长且产生了协同作用,能更好的利用玉米秸秆,同时促进了菌株分泌大量地羧甲基纤维素酶和滤纸酶等其他酶系,对玉米秸秆有一定催化氧化作用,对玉米秸秆的降解解率分别为38.6±0.13%、41.4±0.12%、48±0.15%。 (2)绿康混合菌在优化培养基中分泌羧甲基纤维素酶和滤纸纤维素酶酶活很高,为3014.32U/L,通过对菌株的酶活降解玉米秸秆的效果的研究,得到羧甲基纤维素酶和滤纸酶酶活性的高低与降解效果有一定的相关性,即酶液越高,降解效果越好。 【关键词】：绿色木霉 康宁木霉 混合菌 玉米秸秆
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TQ925;S182
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 引言9
• 1.2 玉米秸秆概述9-10
• 1.2.1 秸秆的内部结构9
• 1.2.2 纤维素9
• 1.2.3 半纤维素概述9-10
• 1.2.4 木质素10
• 1.3 秸秆的利用现状和发展前景10
• 1.4 玉米秸秆降解的研究10-13
• 1.4.1 玉米的内部构成成分10-11
• 1.4.2 玉米秸秆的处理技术现状11-13
• 1.5 纤维素酶综合概述13-16
• 1.5.1 纤维素酶的主要来源13
• 1.5.2 纤维素酶降解纤维素的机理研究13-14
• 1.5.3 真菌混合菌发酵优势14
• 1.5.4 纤维素物质的处理14-15
• 1.5.5 纤维素酶的研究进展15-16
• 1.5.6 纤维素降解过程代谢产物16
• 1.6 存在的问题和解决方法16-18
• 1.6.1 纤维素酶系的主要性质17-18
• 1.6.2 纤维素酶分子的三级结构18
• 1.7 研究的目的和意义18-20
• 1.7.1 研究的目的和意义18-19
• 1.7.2 研究内容19-20
• 2 绿康木霉混合菌产酶的条件优化研究20-34
• 2.1 引言20
• 2.2 实验材料与方法20-21
• 2.2.1 实验材料20
• 2.2.2 实验仪器与设备20-21
• 2.2.3 主要药品与试剂21
• 2.3 实验方法21-25
• 2.3.1 绿色木霉、康宁木霉菌的培养21
• 2.3.2 绿康混合菌产羧甲基纤维素酶和滤纸酶培养基正交试验筛选设计21-24
• 2.3.3 正交试验数据分析24
• 2.3.4 绿康混合菌产酶液单因素实验24-25
• 2.4 测定方法25
• 2.4.1 初酶液的制备25
• 2.5 结果与分析25-33
• 2.5.1 绿康木霉菌产酶液培养条件的优化25-28
• 2.5.2 温度对绿康混合菌分泌羧甲基纤维素酶和滤纸酶的影响28-29
• 2.5.3 转速对羧甲基纤维素酶和滤纸酶的影响29-30
• 2.5.4 接种量对混合菌分泌羧甲基纤维素酶和滤纸酶的影响30-32
• 2.5.5 绿康混合菌在最优培养基与原溶液分泌羧甲基纤维素酶和滤纸酶的对比32-33
• 2.6 本章小结33-34
• 3 木霉菌降解玉米秸秆的研究34-40
• 3.1 引言34
• 3.2 实验材料与方法34-36
• 3.2.1 实验材料34-35
• 3.2.2 降解实验35
• 3.2.3 玉米秸秆降解率的测定35
• 3.2.4 粗纤维的测定35-36
• 3.2.5 粗蛋白的测定36
• 3.3 结果与分析36-38
• 3.3.1 玉米秸秆降解率效果36-38
• 3.4 本章小结38-40
• 结论40-41
• 参考文献41-44
• 攻读学位期间发表的学术论文44-45
• 致谢45-46

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

添加玉米秸秆培养对土壤团聚体胡敏酸数量和结构特征的影响    仇建飞;窦森;邵晨;李明敏;安丰华;

Bt玉米秸秆杀虫蛋白对赤子爱胜蚓酶活性的影响    舒迎花;马洪辉;杜艳;王建武;

金雕寻仇斗村民    李奇;

生物改性膨润土在农业领域的应用    亓丰源;陈曦;何泼;常艳菊;

北京农业废弃物现状与循环利用模式探讨    袁顺全;韩洁;

人工湿地植物生物质资源能源化利用潜力评估    何明雄;胡启春;罗安靖;茆灿泉;祝其丽;潘科;李清;

大田环境下转Bt基因玉米对土壤酶活性的影响    颜世磊;赵蕾;孙红炜;田晓燕;李凡;路兴波;

河南省秸秆资源及其利用现状    时在涛;徐广印;

生物质及其制备生物油的新方法    陶鑫;徐黎明;

    

~(13)C标记玉米秸秆分解过程中有机碳变化规律研究    暴春平;郭岩彬;杨景娜;吴文良;孟凡乔;

不同加水量对玉米秸秆发酵酒精的影响    董惠钧;李华;贾士儒;

玉米秸秆的饲料加工利用技术探析    侯方安;康云友;

玉米秸秆双孢蘑菇冬种技术的研究与推广    孟丽;许桂芳;

利用玉米秸秆制备定向刨花板的研究    杨蕊;

长期施用玉米秸杆对黑土团聚体中腐殖质组成和性质的影响    陈辉;窦森;

玉米秸秆颗粒燃料致密成型电耗测试    李在峰;雷廷宙;何晓峰;杨树华;

玉米秸秆微贮喂牛效果好    辛志;白春会;丁玉臣;曹桂霞;

青贮玉米是我国北方畜牧业可持续发展的最有效保障    闫贵龙;刁其玉;

玉米秸秆粉碎特性试验研究    胡建军;雷廷宙;张全国;吴创之;李在峰;

玉米秸秆留不得    尹逊堂 常莉 毕秀丽

一吨玉米秸秆可造100公斤酒精    吴昌红

红寺堡15万亩玉米秸秆何时生金    本报记者 苏志龙

同心玉米秸秆利用率达93%    记者 王志刚

玉米秸秆能卖钱了    记者 史莉　通讯员 杜鹏飞

废变宝 投资小    本报记者 石柳萍

玉米秸秆“小循环”大产出    通讯员 沈洪颖　记者 李欣

农机上演“新戏码”玉米秸秆变酒精    本报记者 张桃英

我国玉米秸秆循环利用技术达国际先进水平    本报记者 杜姝文

平凉玉米秸秆循环利用新模式助农增收    记者 惠程华

玉米秸秆保质贮存及水热反应处理提高可生化性方法的研究    孙优善

砂姜黑土区小麦玉米一年两熟秸秆全量还田对夏玉米生育及产量影响研究    沈学善

秸秆培肥土壤对大孔隙流中养分淋失的影响    耿玉辉

燃料乙醇固态发酵生产工艺的研究    王瑞明

玉米秸秆发酵生产酒精的研究    张强

生物质白腐菌改性与抗性变化的关系研究    徐春燕

玉米秸秆为原料燃料乙醇制备的关键问题研究    李冬梅

玉米秸秆的改性及其对六价铬离子吸附性能的研究    陈素红

利用玉米秸秆制取燃料乙醇的关键技术研究    陈明

利用农业秸秆制备阴离子吸附剂及其性能的研究    王宇

两种木霉混合菌产酶的条件优化及其对玉米秸秆降解的研究    李国强

纤维素酶高产菌株选育与玉米秸秆生产酒精工艺研究    王倩

甜椒有机栽培基质的研究    边鸣镝

微生物处理玉米秸秆生产蛋白饲料的研究    张红莲

松嫩草原重度盐碱化草地玉米秸秆改良研究    吴泠

添加剂对玉米秸秆青贮饲料质量影响的试验研究    席兴军

利用体外产气法研究玉米秸秆瘤胃发酵的影响因素    许琴

玉米秸秆茎叶分离机理试验研究    高梦祥

奶牛常用饲草瘤胃降解规律的研究    贾海军

腐熟玉米秸秆基质与促生菌在无土栽培辣椒上的应用效果    石慧芳