Penicillium decumbens產(chǎn)纖維素酶發(fā)酵工藝的優(yōu)化及酶穩(wěn)定性的研究.pdf

1、纖維乙醇是一種非常重要的可再生生物質(zhì)能源，是解決能源危機(jī)的一種很好的替代品。纖維素酶是發(fā)展纖維乙醇的關(guān)鍵物質(zhì)，然而纖維素酶生產(chǎn)成本高、酶活低以及不穩(wěn)定等問(wèn)題成了限制纖維乙醇發(fā)展的瓶頸。因此，降低纖維素酶的生產(chǎn)成本、提高酶活力與酶穩(wěn)定性是研究纖維素酶的重點(diǎn)方向。
　　 本論文主要利用蘆竹為原料，斜臥青霉(Penicillium decumbens)為生產(chǎn)菌對(duì)纖維素酶的發(fā)酵工藝進(jìn)行了優(yōu)化。首先，對(duì)發(fā)酵菌株進(jìn)行了純化，確定所帶雜菌為枯

2、草芽孢桿菌、惡臭假單胞桿菌和金黃色葡萄球菌；證實(shí)了四環(huán)素對(duì)雜菌有很好的抑制作用(添加量為16μg/mL)，并且四環(huán)素對(duì)斜臥青霉的生長(zhǎng)及產(chǎn)酶均沒(méi)有影響；純化后的菌株在4代之內(nèi)保持著較高的遺傳穩(wěn)定性。產(chǎn)酶曲線研究結(jié)果表明：最佳產(chǎn)酶的時(shí)間從84h開始，濾紙酶活(FPA)、β-1，4-內(nèi)切葡聚糖苷酶(EG)分別在84、96h時(shí)產(chǎn)酶達(dá)到最高峰，酶活分別為7.851、20.814IU/mL，外切葡聚糖苷酶(CBH)在108h達(dá)到產(chǎn)酶高峰，為3.58

3、5IU/mL，β-葡萄糖苷酶(BG)的產(chǎn)酶高峰在120h，為2.961IU/mL，并且證實(shí)了斜臥青霉產(chǎn)纖維素酶的酶系較全。
　　 對(duì)發(fā)酵工藝條件的優(yōu)化結(jié)果表明：菌種在F(2)代時(shí)發(fā)酵所得的酶活力最高，為7.43IU/mL；最佳接種量為12％時(shí)，濾紙酶活達(dá)到7.71IU/mL；麩皮的添加量為37.5g/L且孔徑小于40目時(shí)酶活最高，可達(dá)到6.79IU/mL；緩沖液的離子濃度會(huì)影響產(chǎn)酶效率，檸檬酸鈉的濃度為0.005M是，濾紙酶酶活

4、最高，比空白組酶活高19.6％；磷酸二氫鉀添加量為1.5g/L時(shí)，濾紙酶活最高為8.1IU/mL；PB實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，影響產(chǎn)酶效率發(fā)酵培養(yǎng)基的因素中，麥麩、微晶纖維素、初始pH為極顯著因素，吐溫80、KH2PO4為顯著因素，其他因素均不顯著。經(jīng)過(guò)培養(yǎng)基優(yōu)化后產(chǎn)酶量提高了25％。發(fā)酵pH控制在5.5h，濾紙酶酶活最高，比不進(jìn)行pH控制所產(chǎn)的纖維酶酶活提高了20.3％。
　　 此外，本實(shí)驗(yàn)也對(duì)發(fā)酵所產(chǎn)纖維素酶的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，表明，

5、該酶作用的最適溫度為60℃，最適pH為4.5；BG和EG的熱穩(wěn)定性明顯高于FPA和CBH，BG在65℃條件下孵育1h和6h后分別保持著87.6％和56.4％的活性，熱穩(wěn)定性優(yōu)于其他三類。CBH和FPA對(duì)于溫度和pH的敏感性最高，并且趨勢(shì)相似，所以，可以推測(cè)FPA活性的損失是由CBH失活所引起的。該纖維素酶在35℃的條件下，具有較寬的pH應(yīng)用的范圍，研究纖維素酶溫度和pH的穩(wěn)定性對(duì)工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用有重要意義。
　　 最后，對(duì)比了添加