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世界上纤维原料资源丰富,将纤维资源转化后可实现生产酒精、单细胞蛋白等物质的目的。这不仅充分利用了自然资源,而且防止了由于纤维原料的丢弃产生的污染。其中纤维原料转化是实现纤维原料合理化利用的重要步骤。纤维原料的转化包括纤维原料的预处理和纤维素酶的酶解。本文主要从纤维原料秸秆的预处理及纤维素酶的生产两个重要方面进行了探讨。 首先通过单因素实验确定了玉米秸秆高压蒸煮锅中蒸煮的最佳预处理条件:用碱量为14％、固液比为1:7、保温温度为130℃1h+140℃1h,该预处理条件下处理后的玉米秸秆其纸浆卡伯值出现最低,残碱和纸浆得率也较为合理。此时其卡伯值为12.43,制浆得率为56.7%。随后利用购买的纤维素酶及木聚糖酶对预处理后的秸秆进行酶解,进一步确定了上述最佳预处理条件。利用最优预处理秸秆进行酶解,通过一系列实验确定了最佳酶解条件:三角瓶中装入100mL浆浓度为3%的预处理秸秆,纤维素酶用量为100U/g,木聚糖酶用量为600 U/g,酶解pH值为4.8,48℃恒温培养箱中摇瓶酶解72h。此时酶解液中还原糖含量积累达到最大,为25.6mg/mL。 以实验室保藏的绿色木霉为出发菌株,通过两次紫外与两次DES的交替诱变对绿色木霉的出发菌株进行了诱变筛选。在以醋酸纤维素钠为唯一碳源的刚果红培养基上筛选出一株透明圈较大的菌株 Hc=2.1,经多次复筛后,得到了一株生长较好酶活较高的突变株,编号T.viride8140UEUE4-80,其纤维素酶活达到了22.79U/mL、FDA酶活达到了2.56U/mL、木聚糖酶活达到了38.09U/mL,分别比原始菌株提高了2倍、1.5倍和1.3倍。对突变株的传代稳定性进行了研究,得到的突变株产酶稳定性良好,酶活下降极少,说明获得的突变株T.viride8140UEUE4-80可以用来进行后续培养。 对绿色木霉突变株Trichoderma viride8140UEUE4-80的液态产酶培养基及培养条件进行了优化。实验通过对菌株液态产酶培养基中的碳源、氮源、pH值、金属离子及表面活性剂的研究,确定了最佳产酶培养基中各成分及其含量:1000mL营养盐成分:(NH4)SO42.0g/L、KH2PO42.0g/L、Urea0.3g/L、Peptone0.75g/L、CaCl20.3g/L、MgSO40.3g/L、FeSO4﹒7H2O5.0mg/L、MnSO4﹒H2O1.6mg/L、ZnSO4﹒7H2O1.4mg/L、CoCl22.0mg/L,微晶纤维素10g/L,麸皮10g/L,吐温-802mL/L,pH6。实验通过对菌株液态培养培养条件的研究,包括培养温度、装液量与摇床转速、接种方式及接种量。确定了最佳产酶培养条件为:培养温度28℃、装液量为50mL/300mL、摇床转速为180r/min、接种方式为种子液接种、接种量为5%。在此培养条件下,以最佳培养基培养6天后, CMCase达到24.91U/mL、FPA酶活达到2.81U/mL、木聚糖酶活达到105.5U/mL,三种酶活均有明显提高。 在固体培养下探讨了绿色木霉突变株的产酶情况,对产酶最佳培养基及培养条件进行了实验: 1)对产酶培养基中的碳源、氮源及无机盐离子进行了研究,确定了最佳固态培养基成分为:麸皮:秸秆:豆粕=6:3:1、磷酸二氢钾0.3%、硫酸铵0.45%、尿素0.15%、无水氯化钙0.15%、七水硫酸镁0.2%。 2)固定最佳培养基后,分别对产酶过程中的含水量、装料量、温度及接种量进行研究,确定了绿色木霉T.viride8140UEUE4-80在三角瓶中最佳固态产酶培养条件为:固液比为1:2、装料量为20g/500mL(此时培养基厚度为1cm)、培养温度为32℃及接种量为10%。在此培养条件下CMCase达到47.04U/g、FPA酶活达到10.07U/g、木聚糖酶活达到1015U/g。 3)在三角瓶固态培养的基础上,按在三角瓶中固态培养的培养基及培养条件,进行了曲盒中的扩大培养的研究,绿色木霉在曲盒中固态培养条件下生长较好,最高CMCase达到43.3U/g、FPA酶活达到8.2U/g、木聚糖酶活994U/g。可进行后续培养以实现规模化生产。