【摘 要】
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纤维素是地球上最原始、储存量最多的天然化合物,是世界上最广泛和最丰富的有机可再生资源,但由于其结构的特殊性,纤维素本身不易被降解,利用率极低,因此将纤维素含量高的物质降解变成有价值的物质,一直深受关注。相比于物理和化学降解法,采用微生物降解具有明显的优点,并在许多行业产生了诸多作用,比如在食品工业、发酵工业及环境保护工业等,然而纤维素的高效降解始终是制约纤维素生物质应用的关键。鉴于目前纤维素降解菌
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纤维素是地球上最原始、储存量最多的天然化合物,是世界上最广泛和最丰富的有机可再生资源,但由于其结构的特殊性,纤维素本身不易被降解,利用率极低,因此将纤维素含量高的物质降解变成有价值的物质,一直深受关注。相比于物理和化学降解法,采用微生物降解具有明显的优点,并在许多行业产生了诸多作用,比如在食品工业、发酵工业及环境保护工业等,然而纤维素的高效降解始终是制约纤维素生物质应用的关键。鉴于目前纤维素降解菌株活力低且不稳定这一限制纤维素资源有效利用的情况,本论文以实验室健康小鼠和沿海地区丰富的鱼类下脚料为菌种来源,富集、筛选能够高效降解纤维素的菌株,并确定菌株种属,最后优化其发酵产酶条件,提高其产酶能力,以期在后来的工业生产中得到广泛的应用,为解决纤维素资源的开发与利用提供理论基础和技术支撑。论文的主要结果如下:选择实验室健康小鼠胃及粪便、淡水鱼及海水鱼下脚料为样品,在添加海带粉为唯一碳源的培养基中经过富集培养后,取稀释后的菌液涂布于羧甲基纤维素钠(CMC-Na)培养基上,37℃,培养24 h,得到能在CMC-Na做唯一碳源的培养基上有生长的菌株,挑取形态特征有差异的菌株于CMC-Na培养基上三区划线培养,做菌株的分离及纯化,获得8株单菌株,在纤维素刚果红培养基上用三点接种法进行点接,37℃,培养24 h,观察降解圈,比较降解圈的直径和菌株直径的比值,复筛得到1株具有降解能力的菌株。经形态学观察、革兰氏染色实验、分子生物学鉴定,菌株A6为气单胞菌属(Aeromonas),并构建了菌株的系统发育树。在此基础上,绘制菌株的生长曲线,了解菌株的生长特性,菌株A6在2~3 d附近快速生长并达到最大生长,同时设计滤纸条崩解实验反映出该菌株对天然纤维素具备一定的降解能力。最后为优化发酵产酶条件,以得到更高的酶活性,以羧甲基纤维素酶活(CMC-ase)和滤纸酶活(FP-ase)为衡量标准,得到菌株最佳发酵产酶条件:碳源种类CMC-Na和秸秆粉混合物、氮源种类蛋白胨、初始pH值6、温度37℃、培养时间3 d。在最佳产酶发酵条件下培养,测得菌株的羧甲基纤维素酶活和滤纸酶活分别比最初酶活提高了1.23倍和1.65倍,对秸秆的降解率可以达到60%。
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