产纤维素酶菌株的诱变选育及其产酶条件的研究

【摘要】纤维素作为自然界中一种取之不尽用之不竭的可再生资源,其合理利用受到广泛重视。中国是一个农业大国,每年的农作物秸秆产量可达到7×108t。秸秆中的主要物质是纤维素,这些秸秆大多以焚烧或掩埋的方式处理,没有得到合理充分的开发利用,还造成了环境的污染。纤维素可被纤维素酶降解转化为葡萄糖,葡萄糖一方面可以通过发酵转化为蛋白、脂肪,可作饲料；另一方面又可以作为生产酒精、丁醇、柠檬酸、甘油等化学制品。纤维素酶是一类可将纤维素降解转化称葡萄糖的酶的总称。它在食品、纺织、造纸、饲料、能源等多个领域被广泛应用,能够为人类带来巨大的经济效益。本论文以实验室前期筛选的产纤维素酶的枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)M7为实验材料,采用紫外诱变及溴化乙锭诱变方法,诱变选育出一株产酶活力较高的菌株,并对突变株的液体发酵及固态发酵条件进行优化,结果如下：1.分别使用紫外诱变和溴化乙锭诱变方法,研究其适宜的诱变条件,经刚果红培养基初筛,液体发酵复筛后,得到一株产酶活力较高的诱变菌株EB-5。该诱变株的酶活力较原始菌株M7的CMCase和FPA酶活力分别提高了6.11和6.32倍,达到30.86U/mL和43.11U/mL。2.诱变株EB-5的液体发酵产酶单因素条件的优化结果：麸皮为最适碳源,无机氮源1%的硫酸铵为最佳氮源,最适转速为160r/min,培养基的最适初始pH值为4.83,最适发酵温度为30℃,最适发酵时间为72h,最适菌龄为24h,吐温-80的最适添加量为0.6%。采用响应面Box-Behnken设计以发酵温度、转速、发酵时间为单因子的3因素3水平实验,分别以CMCase和FPA活力为响应值,对诱变株EB-5产酶条件进行优化。经模型预测及验证实验得到诱变株EB-5产CMC酶的适宜条件：发酵温度31℃,转速160r/min,发酵时间81h,产FPA酶的适宜条件：温度30℃,转速160r/min,发酵时间80h。3.诱变株EB-5固态发酵单因素条件优化的结果为：最适碳源为小麦秸秆与麸皮混合物(3：2),最适氮源为硫酸铵,最佳料水比为1：1,pH5.83为最适培养基初始pH;最适发酵温度为30℃；最适发酵时间72h。
【作者】单夕文；
【导师】刘左军；金红喜；
【作者基本信息】兰州理工大学，生物工程，2014，硕士
【关键词】细菌；纤维素酶；诱变；发酵条件；响应面；

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