铜绿假单胞菌对白腐菌产木质纤维素降解酶的影响研究

摘要

生物表面活性剂作为一种环境友好型的天然表面活性剂，常用于促进微生物降解木质纤维素的产酶过程。然而，生物表面活性剂制取过程繁琐，生产成本昂贵，成为其在工业上被广泛应用的瓶颈。因而，探究直接添加生物表面活性剂产生菌对木质纤维素处理过程的影响具有十分重要的意义。本研究考察了液态条件下同时添加生物表面活性剂产生菌与白腐菌的生长情况及表面活性剂的产生情况，并采用了白腐菌固态发酵降解稻草的方法，选取两株不同型号的铜绿假单胞菌添加到反应中，通过分析其对木素过氧化物酶，锰过氧化物酶，羧甲基纤维素酶以及挥发性有机质含量等参数的影响，考察铜绿假单胞菌作用下微生物降解木质纤维素的特性。
　　通过测定两株铜绿假单胞菌(AB93066和ATCC9027)培养72h后发酵液的表面张力得出此两株菌具有较强的产生物表面活性剂的能力。并且在液态培养的条件下，以稻草为碳源，同时添加黄孢原毛平革菌和两株铜绿假单胞菌，分别测定了0、24、48、72、96、120和144h时发酵液的表面张力值和菌体吸光度的变化情况。结果表明在此培养条件下，加入铜绿假单胞菌AB93066使液态发酵液的表面张力值降至67.0 mN·m-1左右，加入ATCC9027使表面张力值降至66.0 mN·m-1左右，后者能使发酵液的表面张力降得更低。并且在整个发酵过程中都保持较低的水平，变化较小，这说明在发酵过程中，菌体能够产生生物表面活性剂，并且可以在整个发酵过程中发挥作用，为下一步的研究奠定了基础。
　　本研究采用固态发酵的方法，考察了两株不同型号的铜绿假单胞菌(AB93066和ATCC9027)对白腐菌(黄孢原毛平革菌)产木质纤维素降解酶(LiP、MnP和CMCase)的影响，并对酶提取液的pH值和表面张力以及稻草降解残渣中挥发性有机质含量的变化进行了分析。结果表明，添加5.72%的AB93066可使LiP、MnP和CMCase酶活分别提高67.8%、57.9%和17.8%；而添加2.86%的ATCC9027时可使LiP、MnP和CMCase酶活分别提高86.3％、49.3%和43.7%。发酵过程中，添加ATCC9027的酶提取液的表面张力明显低于添加AB93066的，添加铜绿假单胞菌对酶提取液的pH值无明显影响，而挥发性有机质含量的变化与酶活变化成正相关关系。

目录

文摘

英文文摘

插图索引

附表索引

第1章 绪 论

1.1 木质纤维素概述

1.1.1 纤维素

1.1.2 半纤维素

1.1.3 木质素

1.2 木质纤维素的降解

1.2.1 木质纤维素的降解微生物

1.2.2 木质纤维素降解酶

1.3 生物表面活性剂在木质纤维素降解中的应用

1.3.1 生物表面活性剂的产生及合成

1.3.2 生物表面活性剂的功能及优势

1.3.3 生物表面活性剂的应用

1.3.4 生物表面活性剂促进微生物产酶的研究

1.4 本课题的由来

第2章 铜绿假单胞菌与白腐菌在液态条件下性能研究

2.1 引言

2.2 实验目的

2.3 实验材料及试剂

2.3.1 菌种来源

2.3.2 实验试剂

2.3.3 实验器材

2.3.4 实验菌种培养基

2.4 实验方法

2.4.1 菌种的传代

2.4.1 菌悬液的制备

2.4.2 铜绿假单胞菌发酵液表面张力测定

2.4.3 液态发酵方法

2.5 结果与讨论

2.5.1 发酵液表面张力

2.5.2 液态发酵中菌体生长情况

2.5.3 液态发酵中表面张力测定

2.6 小结

第3章 铜绿假单胞菌对白腐菌产酶的研究

3.1 引言

3.2 实验目的

3.3 实验材料及试剂

3.3.1 原料

3.3.2 菌种来源

3.3.3 实验器材

3.3.4 实验试剂

3.3.5 实验菌种培养基

3.3.6 主要试剂的配制

3.4 实验步骤

3.4.1 菌悬液的制备

3.4.2 固态发酵方法

3.4.3 取样及粗酶液的提取

3.4.4 酶活测定

3.4.5 酶提取液表面张力的测定

3.4.6 挥发性有机质含量的测定

3.4.7 环境电镜扫描

3.5 实验结果

3.5.1 铜绿假单胞菌对黄孢原毛平革菌产LiP的影响

3.5.2 铜绿假单胞菌对黄孢原毛平革菌产MnP的影响

3.5.3 铜绿假单胞菌对黄孢原毛平革菌产CMCase的影响

3.5.4 酶提取液pH值的变化

3.5.5 酶提取液表面张力的变化

3.5.6 固体基质中挥发性有机质含量的变化

3.5.7 稻草基质的微观结构变化

3.6 讨论

3.6.1 铜绿假单胞菌对黄孢原毛平革菌产酶的影响

3.6.2 酶提取液pH值及表面张力值变化

3.6.3 挥发性有机质减少量变化及环境电镜扫描

3.7 小结

结论与建议

参考文献

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

致 谢