菌 產(chǎn) 纖 維 素 酶

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1、菌產(chǎn)纖維素酶降解秸稈纖維素鄧晨李旭婷麻貝貝張娟娟生物系08級(jí)4班秸稈與纖維素纖維素是由D-葡萄糖以β-1,4糖苷鍵結(jié)合起來(lái)的鏈狀高分子化合物，基本重復(fù)單位為纖維二糖，具有不溶性的剛性結(jié)構(gòu)，在常溫下不溶于水、也不溶于稀酸和稀堿，在自然條件下分解緩慢秸稈主要組分包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素,其中纖維素是制約秸稈降解的重要因素.秸稈利用預(yù)處理：粉碎與研磨、高壓蒸汽爆破、熱解、堿處理、酸處理、氧化處理、生物處理以及幾種方法的聯(lián)合。纖維素纖維素是由D-葡萄糖以β-1,4糖苷鍵結(jié)合起來(lái)的鏈狀高分子化合物，其基本重復(fù)單位為纖維二糖，具有不溶性的剛性結(jié)構(gòu)，在常溫下不溶于水、也不溶于稀酸和稀堿，在自然條件

2、下分解緩慢。秸稈利用秸稈是一種豐富的纖維素可再生資源，我國(guó)農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量逾6億t，除少量被用于造紙、紡織等行業(yè)或用作粗飼料、薪柴外，大部分以堆積、荒燒等形式直接傾入環(huán)境，造成極大的污染和浪費(fèi)。能源緊張、糧食短缺及環(huán)境污染日趨嚴(yán)重是目前世界各國(guó)所面臨的難題。而可再生資源的轉(zhuǎn)化利用，能在有利于生態(tài)平衡的條件下緩解或解決問(wèn)題。纖維素酶纖維素酶分類(lèi)：根據(jù)酶功能分為3大類(lèi)：葡聚糖內(nèi)切酶、葡聚糖外切酶、β-葡萄糖苷酶。纖維素酶作用機(jī)理：C1-Cx假說(shuō)、協(xié)同理論、原初反應(yīng)假說(shuō)、短纖維形成理論和其他理論。纖維素酶的來(lái)源：①真菌②細(xì)菌纖維素酶的應(yīng)用：青貯飼料、反芻動(dòng)物生產(chǎn)、豬、禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖、食品加工及釀

3、造業(yè)等。纖維素酶的應(yīng)用前景。產(chǎn)纖維素酶菌種菌種來(lái)源：菜園土、森林土、稻田土、朽木、腐爛秸稈和牛糞堆肥等。產(chǎn)纖維素酶主要菌種：①細(xì)菌②真菌降解纖維素菌種組合：獲得混合菌種的方法主要有兩種：一種是直接篩選復(fù)合菌劑，另一種是選取一些功能菌株進(jìn)行組合。細(xì)菌目前為人們研究較多的微生物中，細(xì)菌類(lèi)有紅黃纖維弧菌、普通纖維弧菌、纖維單胞菌屬瘤胃球菌、鐮狀纖維菌和嗜纖維菌、多囊粘細(xì)菌、假單胞菌、熒光極毛桿菌。此外,放線菌中的黑紅旋絲放線菌、玫瑰色放線菌和纖維放線菌。真菌目前研究和生產(chǎn)中采用的菌種大多是木霉、曲霉和青霉等。制成酶制劑的有綠色木霉、黑曲霉、鐮刀霉、擬青霉和斜臥青霉等的纖維素酶。所有能分解晶體纖

4、維素的真菌，均能或多或少地分泌纖維素酶，所以纖維素酶的真菌源非常廣泛。菌種組合木霉+黑曲霉木霉+青霉細(xì)菌+放線菌細(xì)菌+細(xì)菌里氏木霉+黑曲霉綠色木霉+產(chǎn)朊假絲酵母綠色木霉+黑曲霉黑曲霉+煙曲霉+酵母混合菌種組合：利用單菌或單酶對(duì)未經(jīng)處理的纖維素材料進(jìn)行降解非常困難。因此,在自然狀態(tài)下徹底降解纖維素,要充分重視多種微生物之間的協(xié)同作用。優(yōu)秀菌株的獲得分離篩選：纖維素選擇培養(yǎng)基法、濾紙底物和纖維素天青培養(yǎng)基法、半固體纖維素天青試管法、《P2N》法和纖維素剛果紅培養(yǎng)基法。純化：?jiǎn)尉浞磸?fù)劃線純化，顯微鏡檢，直得純菌株誘變育種：紫外線誘變、原生質(zhì)體融合、利用基因工程技術(shù)構(gòu)建纖維素降解菌。（誘變菌株

5、高產(chǎn)菌株篩選及其穩(wěn)定性試驗(yàn)）菌產(chǎn)纖維素酶纖維素酶的獲得：固體發(fā)酵（SSF）和液體深層發(fā)酵。固態(tài)發(fā)酵（SolidStateFermentation，SSF）是指利用不溶性原料作為固體支持物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，體系無(wú)自由流動(dòng)液體，在其上進(jìn)行的任何發(fā)酵過(guò)程。具有能耗小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。液體發(fā)酵：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中多用搖瓶液體發(fā)酵獲得酶液用以檢測(cè)酶活以達(dá)到檢測(cè)菌株產(chǎn)酶的能力。菌株產(chǎn)酶條件研究培養(yǎng)溫度對(duì)產(chǎn)酶的影響培養(yǎng)基初始pH值對(duì)產(chǎn)酶的影響接種量對(duì)產(chǎn)酶的影響菌齡對(duì)產(chǎn)酶的影響酶活的測(cè)定內(nèi)切纖維素酶活(CMC酶活)內(nèi)切纖維素酶活（Cx酶）濾紙酶活(FPA酶活)酶活：國(guó)際單位為依據(jù)，定義每分鐘催化纖維素水解生成1μmol

6、葡萄糖的酶量為個(gè)酶活力單位（IU）。測(cè)定纖維素酶活力時(shí)，常以CMC酶活力和FPA表示。其中PFA可表征菌株分解纖維素的能力及其纖維素酶系的協(xié)同作用。菌種鑒定形態(tài)學(xué)和生理生化特征：微生物分類(lèi)和鑒定的重要依據(jù)之一。原因：一是易于觀查和比較；二是許多形態(tài)學(xué)特征依賴(lài)于多基因的表達(dá)，具有相對(duì)穩(wěn)定性。血清試驗(yàn)與噬菌體分型：血清試驗(yàn)—包括凝集反應(yīng)、沉淀反應(yīng)、補(bǔ)體結(jié)合、免疫熒光抗體技術(shù)、酶聯(lián)免疫以及免疫組織化學(xué)等方法。噬菌體分型—噬菌體對(duì)宿主的感染和裂解作用常具有高度的特異性。氨基酸順序和蛋白質(zhì)分析核酸的堿基組成和分子雜交工業(yè)化生產(chǎn)高產(chǎn)菌株從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化，其生產(chǎn)條件的優(yōu)化仍需大量工作！謝謝！