小麦秸秆降解菌的筛选及混合发酵产还原糖的研究

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本研究从自然界中筛选出了一株青霉lz-13和一株土曲霉lz-16,既可以降解纤维素,也可以降解木聚糖。同时利用已筛选出的菌株对其混合发酵秸秆产还原糖作了研究。  Lz-13在PDA培养基上生长16h便长出可见菌落,24h菌落中间为青黑色,周围为白色,大约48h后菌落被青黑色菌丝所覆盖,直径达到20mm,经鉴定为斜卧青霉(Penicillium decumbens)。  Lz-13的纤维素酶单因素试验表明:lz-13纤维素酶最佳碳源为蔗糖,最佳氮源为氯化铵,最适温度为40℃,最适pH为6.5,Mg2+对纤维素酶活力促进作用最大,最佳装液量为30%时酶活力最高,最佳转速为180r/min,摇瓶培养到44h时纤维素酶活力最高为456.3U/ml。  Lz-13木聚糖酶单因素试验表明:lz-13木聚糖酶最佳碳源为蔗糖时,最佳氮源为硝酸铵,最适温度为45℃时,最适 pH为6.5,Mg2+对木聚糖酶活力促进作用最大,摇瓶培养到36h时酶活力最高为886.58U/ml。  Lz-16在PDA培养基上生长到48h,菌落呈圆球状,中间黄色,外围灰白色,结合菌落形态特征及18S rRNA初步鉴定lz-16菌株为土曲霉(Aspergillus terreus),纤维素酶活力单因素试验表明:lz-16菌最佳碳源为豆粕,最佳氮源为硝酸钾,最适温度为40℃,最适pH为6,最佳装液量为40%,Mg2+对纤维素酶活力促进作用最大,最佳摇瓶转速为180r/min,摇瓶发酵到52h时酶活力达到最高为704.35U/ml。  Lz-16木聚糖酶单因素试验表明:lz-16木聚糖最佳碳源为蔗糖,最佳氮源为硝酸铵,最适温度为30℃,最适pH为6,Mg2+对对木聚糖酶活力促进作用最大,摇瓶培养到52h时木聚糖酶活力最高为880.11U/ml。  菌株lz-13、lz-16和CICC40719混合试验降解小麦秸秆产还原糖单因素试验表明:加Mg2+时发酵液中还原糖量较其他离子高,相比其他氮源以蛋白胨为氮源时还原糖含量最高。在考察pH对发酵液还原糖量影响时,自然pH条件下发酵液中还原糖量最高。正交试验表明:还原糖产率最高为31.95%,单因素分析表明:lz-13菌、lz-16菌、CICC40719菌和MgSO4·7H2O的用量对发酵液中还原糖量有显著影响,其中lz-13菌、lz-16菌和CICC40719菌的接种量对还原糖量影响极显著。发酵最优组合为:50ml基础发酵培养基中加入蛋白胨量为0.16g,MgSO4·7H2O0.06g,孢子悬浮液(5×107个/ml):lz-13和CICC40719各接入1ml,lz-16接入0.5ml。  本研究为降解小麦秸秆提供了试验材料及依据,也为发酵小麦秸秆产还原糖的研究提供了参考。
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