基本信息
- 項目名稱：
- 耐熱、耐酸堿纖維素酶產(chǎn)生菌的篩選與分離
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本研究采用濾紙條擴散分離的方法，可以在富集的同時進行初篩，并且可以初步分離出單菌落。由此可大大縮短篩選時間，提高效率。本研究采用濾紙條擴散分離方法分離得到降解纖維素菌株，經(jīng)過剛果紅鑒定平板復篩和DNS法檢驗酶活，證實菌株可以降解纖維素產(chǎn)生還原糖，最高FPA酶活力高達12300U，比報道的酶活力高40%。
- 詳細介紹：
- 目前，纖維素酶降解菌的分離鑒定一般過程為富集-初篩-復篩-分離-鑒定。本研究采用濾紙條擴散分離的方法，可以在富集的同時進行初篩，并且可以初步分離出單菌落。由此可大大縮短篩選時間，提高效率。本研究采用濾紙條擴散分離方法分離得到降解纖維素菌株，經(jīng)過剛果紅鑒定平板復篩和DNS法檢驗酶活，證實菌株可以降解纖維素產(chǎn)生還原糖，最高FPA酶活力高達12300U，比報道的酶活力高40%。濾紙條擴散分離法結(jié)合培養(yǎng)溫度和pH值梯度分離得到在高溫、酸性或堿性條件下依然能降解纖維素的菌株。在pH值等于2的強酸性條件下，CMC酶活力和FPA酶活力可達2800U；pH值等于11的強堿性條件下CMC酶活力可達7800U，F(xiàn)PA酶活力可達4800U。在60℃高溫條件下仍具有較高的酶活力，CMC酶活力和FPA酶活力最高可達到7800U和5800U。 在改良高氏培養(yǎng)基和改良牛肉膏培養(yǎng)基上，得到2株能在60℃生長并降解纖維素的菌株，經(jīng)酶活測定，其CMC酶活分別為7800U和5800U，F(xiàn)PA酶分別為6300U和5300U，顯示出較高的酶活力。其酶性質(zhì)與菌株特性有待進一步研究。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 分離篩選高效產(chǎn)耐熱、耐酸或耐堿的纖維素酶菌株，優(yōu)化產(chǎn)酶條件，獲得產(chǎn)量高、易分離、耐熱、耐酸或耐堿的纖維素酶。為具特殊活性纖維素酶的工業(yè)應用打下基礎。根據(jù)現(xiàn)有的理論研究水平結(jié)合本地豐富的纖維素資源，從菌株的篩選、分離鑒定、酶活力測定、產(chǎn)酶條件的優(yōu)化等進行試驗，并根據(jù)所得數(shù)據(jù)得出結(jié)果和結(jié)論。
科學性、先進性及獨特之處
- 1.建立了濾紙條擴散分離方法，能在較短的時間內(nèi)篩選分離得到能降解纖維素的菌株； 2.通過濾紙條擴散分離方法與剛果紅復篩平板法分離得到了一些具有較高酶活性的纖維素降解菌。最高FPA酶活力可達12300U。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 纖維素酶廣泛應用于畜牧業(yè)、食品工業(yè)、紡織工業(yè)、能源工業(yè)等，已成為酶工程研究的一個焦點。近年來的能源危機，更是在世界范圍內(nèi)掀起了一股開發(fā)生物能源的熱潮，其重點就是利用纖維素酶降解生物物質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)乙醇。 雖然纖維素酶能夠水解纖維素產(chǎn)生葡萄糖，但其活力低下一直是困擾纖維素酶工業(yè)化利用的一個瓶頸。因此篩選新的高效產(chǎn)耐熱、耐酸或耐堿纖維素酶的微生物菌株對纖維素酶的應用具有非常重要的意義。
學術論文摘要
- 目前，纖維素酶降解菌的分離鑒定一般過程為富集-初篩-復篩-分離-鑒定。本研究采用濾紙條擴散分離的方法，可以在富集的同時進行初篩，并且可以初步分離出單菌落。由此可大大縮短篩選時間，提高效率。本研究采用濾紙條擴散分離方法分離得到降解纖維素菌株，經(jīng)過剛果紅鑒定平板復篩和DNS法檢驗酶活，證實菌株可以降解纖維素產(chǎn)生還原糖，最高FPA酶活力高達12300U，比報道的酶活力高40%。濾紙條擴散分離法結(jié)合培養(yǎng)溫度和pH值梯度分離得到在高溫、酸性或堿性條件下依然能降解纖維素的菌株。在pH值等于2的強酸性條件下，CMC酶活力和FPA酶活力可達2800U；pH值等于11的強堿性條件下CMC酶活力可達7800U，F(xiàn)PA酶活力可達4800U；60℃高溫條件下仍具有較高的酶活力。CMC酶活力和FPA酶活力最高可達到7800U和5800U。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1] 李世霞，徐愛秋，顏懷宇.纖維素酶的研究與應用[J].中國飼料添加劑,2008.8:37-39. [2] 周鳳霞,白京生.環(huán)境微生物（第二版）[M].北京：化學工業(yè)出版社,2010.1:196-200. [3] 陳路劼.降解纖維素嗜熱菌的分離及纖維素酶性質(zhì)分析.福建農(nóng)業(yè)大學學報.2010,39（1）：67-72. [4] 東秀珠,蔡妙英,等.常見細菌系統(tǒng)鑒定手冊[M].北京：科學出版社,2001. [5] 羅穎.耐熱纖維素酶產(chǎn)生菌的篩選、鑒定及產(chǎn)酶條件優(yōu)化.食品與生物技術學報，2007,26（1）：84-89. [6] 劉韞濤.纖維素降解菌L-06的篩選、鑒定及其產(chǎn)酶條件的分析.生物工程學報，2008.25；24（6）：1112-1116 [7] 陳偉釗.耐熱堿性纖維素酶分離純化及酶學特性研究.深圳大學學報理工版.2007,24（2）：212-215.
同類課題研究水平概述
- 纖維素酶在自然界分布廣泛，昆蟲、軟體動物、植物、細菌、放線菌和絲狀真菌都能產(chǎn)生纖維素酶。但因為高等動植物遺傳性質(zhì)復雜，酶提取困難，因此，目前絕大多數(shù)纖維素酶的研究都集中在微生物領域。 細菌、放線菌、絲狀真菌都能產(chǎn)纖維素酶，其中產(chǎn)酶量較高的是絲狀真菌，可達20g/L。絲狀真菌產(chǎn)生的纖維素酶具有活力高、產(chǎn)量大、易分離等優(yōu)點，但由于這類菌株具有一定的毒性，可能在產(chǎn)纖維素酶的同時產(chǎn)生真菌毒素，因此限制了絲狀真菌產(chǎn)纖維素酶的工業(yè)應用。細菌和放線菌產(chǎn)酶量比絲狀真菌低，但由于結(jié)構(gòu)簡單，無毒性，因此近年來，對細菌和放線菌的研究受到了越來越多的關注。尤其是在其中篩選到了一些產(chǎn)耐熱耐堿的纖維素酶的菌株，極大鼓舞了科研工作者在細菌和放線菌中大量篩選纖維素酶產(chǎn)生菌。耐熱耐堿或耐酸纖維素酶可以在較苛刻的環(huán)境中起催化作用，將極大拓展纖維素酶的應用范圍。因此，對于耐熱耐堿或耐酸纖維素酶的研究成為了目前纖維素酶研究的熱點。 今后，纖維素酶研究發(fā)展將主要集中在兩個方面： 1. 高產(chǎn)、高活力纖維素酶產(chǎn)生菌的分離篩選與誘變。 在實際運用中，纖維素酶降解纖維素的作用還存在很大不足，而工業(yè)需求又較大，因此，需要篩選出產(chǎn)量高，活力強的纖維素酶產(chǎn)生菌，用于工業(yè)生產(chǎn)或用于進一步改造。目前據(jù)資料報道的菌株運用于生產(chǎn)還不理想，存在這樣那樣的問題。因此篩選出新的產(chǎn)酶更高，酶活力更強，酶適應范圍更廣的纖維素酶產(chǎn)生菌將仍然是一個熱點研究方向。例如據(jù)報道嗜熱菌Melanocarpus sp.可產(chǎn)生較高活力的耐熱纖維素酶，這引起了纖維素酶研究領域的極大關注。而具有特殊活性的產(chǎn)酶菌種，如堿性纖維素酶，低溫、高溫纖維素酶等也將會是纖維素酶研究的重要方向。 2. 通過基因工程方法改造纖維素酶產(chǎn)生菌。 在工程菌株中高效表達纖維素酶也是目前纖維素酶研究領域的一個熱點。目前已經(jīng)發(fā)表的纖維素酶序列已達上千種，但由于纖維素酶是一個酶系，且在不同的菌株中纖維素酶不同，加之基因表達調(diào)控的復雜性，使這方面的研究運用到實際還有一段距離。
