碱性β-聚糖酶产生菌选育及产酶条件优化

从碱性土样中分离到数十株产碱性β聚糖酶类的细菌,经摇瓶反复筛选后,得到一株碱性β聚糖酶产量较高的耐碱性细菌．经初步鉴定,属短小芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｕｓｐｕｍｉｌｕｓ）．其纤维素酶作用的最适ｐＨ为７．６,最适θ为６０℃,木聚糖酶的作用最适ｐＨ为９．０,最适θ为５５℃．该菌的最适生长ｐＨ为８．０,最适产酶θ为２８～３２℃．木聚糖与山梨糖分别是木聚糖酶和纤维素酶的良好诱导物．以麸皮为碳源,产酶的最适浓度为５％．添加尿素和（ＮＨ４）２ＳＯ４为氮源可提高纤维素酶酶活２倍,木聚糖酶酶活１倍．发酵周期为６０ｈ,纤维素酶酶活最高可达１．２１ＩＵｍＬ－１,木聚糖酶酶活可达４３ＩＵｍＬ－１．     

产中性纤维素酶芽孢杆菌Y106产酶条件优化

筛选得到一株高产中性纤维素酶的芽孢杆菌Ｙ１０６,并对其发酵条件进行了优化,麸皮能够较大幅度地促进产酶,果糖是良好的诱导物,有机氮流促进产酶的效果优于无机氮源,最优的有机氮源是蛋白胨。Ｆｅ＾３＋、Ｆｅ＾２＋、Ｎａ＾＋、Ｃａ＾２＋可以促进纤维素酶的合成,而Ｃｕ＾２＋、Ａｇ＾＋、Ｃｏ＾２＋、Ｈｇ＾２＋则对合成起遏制作用,在酶反应系统中Ｆｅ＾３＋、Ｆｅ＾２＋、Ｃａ＾２＋、Ｍｇ＾２＋能激活纤维素酶活性,Ｃｏ     

膜生物反应器在汽爆稻草秸秆酶解中应用研究

以汽爆稻草秸秆为原料,通过将几个酶解罐串联来提高最终还原糖浓度.考察了酶浓度,酶解单元组成以及稀释率对汽爆稻草秸秆酶解的影响.结果表明,最佳条件为:20FPU/g,酶解单元由4个酶解罐组成,稀释率为0.075/h.在此条件下,酶解时间为24h时,与传统批次酶解相比,汽爆稻草秸秆总转化率从18%～21%提高到39.5%.与只有1个酶解罐的膜反应器相比,每g底物还原糖产量从0.25g提高到0.4g,最终所得还原糖的平均浓度从4.56g/L提高到27.23g/L.     

Advances in the study of directed evolution for cellulases

If cellulose can be effectively hydrolyzed into glucose by cellulase, the production costs of hydrogen, ethanol or other chemicals from cellulosic materials will be greatly decreased, and economically viable production of biohydrogen and bioethanol will become feasible. Cellulose is degraded into glucoses by multi-component enzyme systems. Nowadays cellulases are widely used in brewing, food, bioenergy, fodder, textiles, paper, pharmaceuticals, environmental protection and other industries. However, existing cellulases have several problems that limit their wider applications, including the low turnover number for solid cellulosic materials, and low stability in adapting to various application conditions. For example, high temperature, low pH, and so on. Application of directed evolution technology may be one of the most effective ways for improving the characteristics of cellulases. This paper presents a brief review of the cellulose hydrolysis mechanism by cellulase, advances in cellulases (endoglucanase and β-glucosidase) improvement by directed evolution for several characteristics (for instance, thermal stability, pH adaptability and enzyme activity), limitations of directed evolution for cellulases, and the outlook for directed evolution for cellulase.     

不同反胶束体系萃取纤维素酶的条件优化对比研究

采用3种不同的表面活性剂双(2-乙基己基)磺基琥珀酸钠AOT、十六烷基三甲基溴化铵CTAB及鼠李糖脂RL)溶于正己醇/异辛烷相构建不同的反胶束体系,并对比研究了不同反胶束体系萃取纤维素酶的优化条件.分别探讨了水相pH值、表面活性剂浓度、离子强度和离子种类对纤维素酶萃取效率的影响.实验结果如下:在实验条件下,AOT、CTAB和RL 3种反胶束体系水相最佳pH值分别为3.0、8.0和3.0;表面活性剂最佳浓度依次为:AOT 23.7mmol/L、CTAB 15mmol/L和RL 2.75mmol/L;水相中NaCl浓度会影响纤维素酶的萃取率,3种表面活性剂构建的反胶束体系萃取纤维素酶的萃取率均随着盐离子浓度的增大而降低;水相中离子种类也会影响纤维素酶的萃取率.比较不同反胶束体系在最佳条件下萃取纤维素酶的最佳萃取率:CTAB>AOT>RL.     

黑胸散白蚁纤维素酶的体外酶学特性

采用DNS法研究了我国广泛分布的一种低等木食性白蚁——黑胸散白蚁纤维素酶的体外酶活特性以了解其纤维素降解机制.结果表明,内切β-1,4-葡聚糖酶(EG)、纤维二糖水解酶(CBH)和β-葡萄糖苷酶(BG)这3种酶的最佳反应时间均为15 min,最佳底物浓度为1%,最适反应pH为5.6,最适反应温度为35℃.在最适反应条件下,EG、CBH和BG的活性分别达到71.3(±13.9)U/mg、5.8(±0.8)U/mg和4.1(±0.7)U/mg.EG在体外的热稳定性较差,在50℃及更高温度酶活很低或完全失活,但该酶对pH稳定性较好,在pH 3.2～8.0范围内酶活力变化不大.Native-PAGE电泳检测到该白蚁体内至少有8种不同的EG活性条带,肠道不同部位纤维素酶活性条带种类不同.这些研究表明,木食性白蚁降解纤维素是一个复杂的过程,需要多种纤维素酶的共同作用.     

外源酶对秸秆堆肥进程的影响及腐熟度模糊评价

为探讨外源酶制剂对秸秆堆肥腐熟进程的影响,通过模拟堆肥试验研究了分别添加纤维素酶、蛋白酶,以及纤维素酶与蛋白酶混合添加情况下堆肥各项指标的动态变化规律,并利用模糊综合评价法对堆肥腐熟度进行了评价.结果表明,纤维素酶与蛋白酶配合使用对堆肥中纤维素的降解及氮素释放都有较强的促进效果,与对照处理相比,纤维素含量降低了14.9%,C/N降低了18.4%,发芽指数提高了6.0%;单施外源纤维素酶主要是促进了纤维素类物质降解速率,显著提高了发芽指数;单施外源蛋白酶则显著促进了含氮物质的分解,铵态氮及硝态氮含量提高;通过对E4/E6、NH+4-N、NO-3-N、C/N、发芽指数等指标进行模糊综合评价,得出纤维素酶与蛋白酶的配合使用对于促进堆肥腐熟效果最佳,其次是纤维素酶堆肥和蛋白酶堆肥,常规堆肥腐熟程度最低.可见,纤维素酶与蛋白酶配合使用对堆肥腐熟有更好的促进效果,可以推测外源纤维素酶和蛋白酶对于促进堆肥腐熟具有协同作用.     

纤维素酶产生菌的选育及发酵条件优化

通过紫外线和化学诱变方法对一株纤维素酶产生菌--绿色木霉他进行了菌株选育,提高了产酶能力,变异株T211的CMCase和FPA分别达到19.17 IU/mL和1.94 IU/mL.进一步对其发酵条件进行研究,优化了培养基和培养条件.优化的培养基为:微晶纤维素10 g/L,麸皮10 g/L,蛋白胨0.4 g/L,尿素0.4 g/L,硫酸铵2.0 g/L,吐温-80 2.0 mL/L,其他同Mandel's营养盐液;培养条件包括温度、摇瓶装量、转速和接种量分别为:27～28℃、50 mL/250 mL、180 r/min和4%～6%.在上述条件下,CMCase达到25 IU/mL,FPA达到2.5 IU/mL.     

糠醛渣纤维素酶解研究

以糠醛渣为原料进行纤维素酶解研究,考察了预处理方式、酶用量、底物浓度和酶解时间对糠醛渣酶解的影响,并将其与稀酸预处理的玉米芯进行对比.结果表明,未经处理的糠醛渣由于酸性较强并含有糠醛等抑制性的物质,不能直接用于酶解,水洗和Ca(OH)₂脱毒法都可以显著提高糠醛渣的酶解效果;水洗糠醛渣的酶解最佳条件为：1∶9（g∶mL）的底物浓度、20 FPU/g（酶活/底物）,酶解时间为48 h,在此条件下,还原糖浓度为35 g/L,糠醛渣的转化率为30%,糠醛渣中纤维素的转化率为61%.     

纤维素降解菌的筛选及其产酶特性

纤维素降解菌在纤维素类物质降解的过程中起着重要作用。通过滤纸条崩解和液态产酶实验,从腐烂的树叶中筛选出1株对纤维素有较强降解能力的菌株SY2,通过形态学特征以及生理生化反应,初步鉴定该菌株为荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescent)。产酶培养基及培养条件优化的实验结果表明:SY2的最佳产酶培养基为麸皮与秸秆粉的质量比1∶4、(NH4)2SO41%、pH8、固液比1∶2;最佳产酶条件为培养温度30℃、接种量7.5%、培养时间72 h;在酶液中添加Fe2+和VB12可使纤维素酶活力分别达到174.89μmol/(g.min)和165.99μmol/(g.min),提高了33.5%和26.3%。SY2对麸皮、滤纸的降解效果较好,降解率分别达到45.0%和33.3%。