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蔗渣浆的主要组分为纤维素,能够为微生物生长提供营养基质,微生物生长过程会分泌很多种代谢产物,其中有些代谢产物如纤维素酶和木聚糖酶可以催化分解纤维素和半纤维素,从而对纸浆及其制品造成一定的腐蚀和破坏作用。本研究主要考察霉菌在蔗渣浆上生长特性及其对纸浆抄纸性能的影响。主要研究内容包括:从蔗渣浆上分离出降解纤维能力较强的霉菌,并鉴定其生物学分类;目标菌株产纤维素酶和木聚糖酶的酶促反应条件;目标菌株发酵产酶条件的研究;经目标菌株处理后的浆料结构及其抄纸性能的变化。研究结果如下:
1.对蔗渣浆上的霉菌进行了分离纯化,筛选出的一株降解纤维素和半纤维素能力较强的菌株,对其进行分子鉴定,鉴定目标菌株为曲霉属Aspergillus,属真菌界双核亚界(Dikarya)子囊菌门(Ascomycota)盘菌亚门(Pezizomycotina)散囊菌纲(Eurotiomycetes)散囊菌目(Eurotiales)发菌科(Trichocomaceae)的曲霉属(Aspergillus)。
2.筛选出作为本实验研究对象的目标菌株,研究表明:①产纤维素酶的最适酶促反应温度为40℃,最适酶促反应pH为6.5;产木聚糖酶的最适酶促反应温度为40℃,最佳酶促反应pH为5.5;②目标菌株最适生长条件是:温度为30℃,反应pH为7.5,含磷酸氢二钾2%,氮源4%,镁离子0.5%。因此,为蔗渣浆或纸制品应的存放条件提供一定的理论指导。
3.经目标菌株处理72h后,蔗渣浆的失重率为34.9%,蔗渣浆中纤维素含量降低6.07%(由83.45%降低到78.38%),目标菌株对纤维素和半纤维降解作用显著。
4.采用SEM观察未经目标菌株处理的蔗渣浆和经处理的蔗渣浆纤维表面形态,对比可知:经过目标菌株处理过的蔗渣浆纤维表面出现明显的裂隙、剥落或沟槽等现象,并且随着蔗渣浆被霉菌降解作用的延长,浆料中纤维结构被破坏的越严重。
5.未经目标菌株处理的蔗渣浆和经过处理72h蔗渣浆抄成纸,对其物理性能进行比较,结果为:处理72h的纸张比未经处理的纸张抗张指数下降14.73%(由84.5N·m·g-1降低到72.0N·m·g-1),耐破指数下降16.17%(由6.8KPa·m2·g降低到5.7KPa·m2·g),撕裂指数从7.61%(由9.2mN·m2·g下降为8.5mN·m2·g),耐折指数下降35.71%(由28下降到18),均有一定程度的降低。