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基本信息

項(xiàng)目名稱(chēng)：
耐熱、耐酸堿纖維素酶產(chǎn)生菌的篩選與分離
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本研究采用濾紙條擴(kuò)散分離的方法，可以在富集的同時(shí)進(jìn)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(shí)間，提高效率。本研究采用濾紙條擴(kuò)散分離方法分離得到降解纖維素菌株，經(jīng)過(guò)剛果紅鑒定平板復(fù)篩和DNS法檢驗(yàn)酶活，證實(shí)菌株可以降解纖維素產(chǎn)生還原糖，最高FPA酶活力高達(dá)12300U，比報(bào)道的酶活力高40%。
詳細(xì)介紹：
目前，纖維素酶降解菌的分離鑒定一般過(guò)程為富集-初篩-復(fù)篩-分離-鑒定。本研究采用濾紙條擴(kuò)散分離的方法，可以在富集的同時(shí)進(jìn)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(shí)間，提高效率。本研究采用濾紙條擴(kuò)散分離方法分離得到降解纖維素菌株，經(jīng)過(guò)剛果紅鑒定平板復(fù)篩和DNS法檢驗(yàn)酶活，證實(shí)菌株可以降解纖維素產(chǎn)生還原糖，最高FPA酶活力高達(dá)12300U，比報(bào)道的酶活力高40%。濾紙條擴(kuò)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(qiáng)酸性條件下，CMC酶活力和FPA酶活力可達(dá)2800U；pH值等于11的強(qiáng)堿性條件下CMC酶活力可達(dá)7800U，F(xiàn)PA酶活力可達(dá)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(dá)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(zhǎng)并降解纖維素的菌株，經(jīng)酶活測(cè)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(jìn)一步研究。

作品圖片

  • 耐熱、耐酸堿纖維素酶產(chǎn)生菌的篩選與分離
  • 耐熱、耐酸堿纖維素酶產(chǎn)生菌的篩選與分離
  • 耐熱、耐酸堿纖維素酶產(chǎn)生菌的篩選與分離
  • 耐熱、耐酸堿纖維素酶產(chǎn)生菌的篩選與分離
  • 耐熱、耐酸堿纖維素酶產(chǎn)生菌的篩選與分離

作品專(zhuān)業(yè)信息

撰寫(xiě)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(yīng)用打下基礎(chǔ)。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(cè)定、產(chǎn)酶條件的優(yōu)化等進(jìn)行試驗(yàn)，并根據(jù)所得數(shù)據(jù)得出結(jié)果和結(jié)論。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

1.建立了濾紙條擴(kuò)散分離方法，能在較短的時(shí)間內(nèi)篩選分離得到能降解纖維素的菌株； 2.通過(guò)濾紙條擴(kuò)散分離方法與剛果紅復(fù)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(dá)12300U。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

纖維素酶廣泛應(yīng)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(gè)焦點(diǎn)。近年來(lái)的能源危機(jī)，更是在世界范圍內(nèi)掀起了一股開(kāi)發(fā)生物能源的熱潮，其重點(diǎn)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(gè)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(duì)纖維素酶的應(yīng)用具有非常重要的意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

目前，纖維素酶降解菌的分離鑒定一般過(guò)程為富集-初篩-復(fù)篩-分離-鑒定。本研究采用濾紙條擴(kuò)散分離的方法，可以在富集的同時(shí)進(jìn)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(shí)間，提高效率。本研究采用濾紙條擴(kuò)散分離方法分離得到降解纖維素菌株，經(jīng)過(guò)剛果紅鑒定平板復(fù)篩和DNS法檢驗(yàn)酶活，證實(shí)菌株可以降解纖維素產(chǎn)生還原糖，最高FPA酶活力高達(dá)12300U，比報(bào)道的酶活力高40%。濾紙條擴(kuò)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(qiáng)酸性條件下，CMC酶活力和FPA酶活力可達(dá)2800U；pH值等于11的強(qiáng)堿性條件下CMC酶活力可達(dá)7800U，F(xiàn)PA酶活力可達(dá)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(dá)到7800U和5800U。

獲獎(jiǎng)情況

無(wú)

鑒定結(jié)果

無(wú)

參考文獻(xiàn)

[1] 李世霞，徐愛(ài)秋，顏懷宇.纖維素酶的研究與應(yīng)用[J].中國(guó)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(xué)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(xué)學(xué)報(bào).2010,39（1）：67-72. [4] 東秀珠,蔡妙英,等.常見(jiàn)細(xì)菌系統(tǒng)鑒定手冊(cè)[M].北京：科學(xué)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(shù)學(xué)報(bào)，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(xué)報(bào)，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(xué)特性研究.深圳大學(xué)學(xué)報(bào)理工版.2007,24（2）：212-215.

同類(lèi)課題研究水平概述

纖維素酶在自然界分布廣泛，昆蟲(chóng)、軟體動(dòng)物、植物、細(xì)菌、放線(xiàn)菌和絲狀真菌都能產(chǎn)生纖維素酶。但因?yàn)楦叩葎?dòng)植物遺傳性質(zhì)復(fù)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(lǐng)域。 細(xì)菌、放線(xiàn)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(dá)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(diǎn)，但由于這類(lèi)菌株具有一定的毒性，可能在產(chǎn)纖維素酶的同時(shí)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(yīng)用。細(xì)菌和放線(xiàn)菌產(chǎn)酶量比絲狀真菌低，但由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)毒性，因此近年來(lái)，對(duì)細(xì)菌和放線(xiàn)菌的研究受到了越來(lái)越多的關(guān)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(xì)菌和放線(xiàn)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(yīng)用范圍。因此，對(duì)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(diǎn)。 今后，纖維素酶研究發(fā)展將主要集中在兩個(gè)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(shí)際運(yùn)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(qiáng)的纖維素酶產(chǎn)生菌，用于工業(yè)生產(chǎn)或用于進(jìn)一步改造。目前據(jù)資料報(bào)道的菌株運(yùn)用于生產(chǎn)還不理想，存在這樣那樣的問(wèn)題。因此篩選出新的產(chǎn)酶更高，酶活力更強(qiáng)，酶適應(yīng)范圍更廣的纖維素酶產(chǎn)生菌將仍然是一個(gè)熱點(diǎn)研究方向。例如據(jù)報(bào)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(lǐng)域的極大關(guān)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(huì)是纖維素酶研究的重要方向。 2. 通過(guò)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(dá)纖維素酶也是目前纖維素酶研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。目前已經(jīng)發(fā)表的纖維素酶序列已達(dá)上千種，但由于纖維素酶是一個(gè)酶系，且在不同的菌株中纖維素酶不同，加之基因表達(dá)調(diào)控的復(fù)雜性，使這方面的研究運(yùn)用到實(shí)際還有一段距離。
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