瘤胃厭氧真菌木質(zhì)纖維降解酶發(fā)酵特性的研究.pdf

1、在食品、飼料、能源等工業(yè)生產(chǎn)中，纖維素酶、半纖維素酶、酯酶等木質(zhì)纖維素降解酶制劑具有廣闊的應(yīng)用前景。與其他微生物相比，瘤胃厭氧真菌不僅能夠分泌比較全的降解木質(zhì)纖維素的酶，而且具有產(chǎn)酶活性高、降解晶體纖維素的特點(diǎn)。本論文集中對(duì)瘤胃厭氧真菌木質(zhì)纖維素降解酶發(fā)酵特性進(jìn)行研究，試驗(yàn)共分三部分進(jìn)行。
　　 1.瘤胃厭氧真菌木質(zhì)纖維素降解酶資源分析
　　 采用體外發(fā)酵法，研究了從牦牛、奶牛和綿羊的糞樣及瘤胃內(nèi)容物中分離純化的Neoc

2、allimastix、Piromyces、Anaeromyces和Caecomyces四個(gè)屬26株厭氧真菌的阿魏酸酯酶、木聚糖酶、β-D-木糖苷酶、外切纖維素酶、內(nèi)切纖維素酶、β-D-葡萄糖苷酶的酶活特性，并分析了瘤胃厭氧真菌不同屬之間及同屬之間木質(zhì)纖維素降解酶的差異。結(jié)果表明:四個(gè)屬瘤胃厭氧真菌產(chǎn)生的六種木質(zhì)纖維素降解酶的酶活力及酶比活力差異顯著，即使同屬厭氧真菌之間的木質(zhì)纖維素降解酶的酶活性也存在較大差異。分離自牦牛糞樣的Neoca

3、llmastixN1具有最高的木質(zhì)纖維素降解酶活性:阿魏酸酯酶比活力為37.8mU/mg、木聚糖酶比活力為31.2U/mg、β-D-木糖苷酶比活力為37.5mU/mg、外切纖維素酶比活力為108.7mU/mg、內(nèi)切纖維素酶比活力為1.000U/mg、β-D-葡萄糖苷酶比活力為46.4mU/mg。
　　 2.代表性瘤胃厭氧真菌對(duì)木質(zhì)纖維素降解的研究
　　 分別以稻桔、麥秸為底物對(duì)Caecomyces（無假根）、Neocal

4、lmastix（有假根）兩屬厭氧真菌進(jìn)行體外培養(yǎng)，研究了纖維成分對(duì)瘤胃厭氧真菌發(fā)酵特性的影響及底物消失率與木質(zhì)纖維素降解酶的關(guān)系。結(jié)果表明:瘤胃厭氧真菌對(duì)底物的降解率隨木質(zhì)素含量的上升顯著下降(P＜0.05)。Neocallmastix屬厭氧真菌降解秸稈的能力高于Caecomyces屬厭氧真菌。Caecomyces3L、Neocallmastix060021所產(chǎn)阿魏酸酯酶的酶比活力與干物質(zhì)消失率正相關(guān)(P＜0.05)，并且阿魏酸酯酶的添

5、加能顯著提高木質(zhì)纖維素的降解效率，推斷酯酶（阿魏酸酯酶）打開酯鍵是植物組織細(xì)胞壁降解的先行步驟。Caecomyces3L、Neocallmastix060021所產(chǎn)外切纖維素酶的酶比活力與纖維素消失率正相關(guān)(P＜0.05)，Neocallmastix060021的內(nèi)切纖維素酶活力、Caecomyces3L的β-D-葡萄糖苷酶比活力與纖維素消失率不相關(guān)，可見外切纖維素酶是微晶纖維素降解的主要因素。木聚糖酶比活力與半纖維素消失率正相關(guān)(P＜

6、0.05)。
　　 3.厭氧真菌Neocallmastixsp.木質(zhì)纖維素降解酶的誘導(dǎo)研究
　　 采用體外發(fā)酵法，研究了Neocallmastixsp.在不同底物（微晶纖維素、木聚糖、玉米芯、去木聚糖玉米芯）不同傳代代數(shù)下六種木質(zhì)纖維素降解酶的酶活性，分析了瘤胃厭氧真菌木質(zhì)纖維素降解酶的誘導(dǎo)機(jī)制。結(jié)果表明:去木聚糖玉米芯、木聚糖、微晶纖維素、玉米芯均不是瘤胃厭氧真菌的最適培養(yǎng)底物。以木聚糖為底物的Neocallimast

7、ixsp.培養(yǎng)液產(chǎn)生的阿魏酸酯酶、木聚糖酶、β-D-木糖苷酶、外切纖維素酶、內(nèi)切纖維素酶、β-D-木糖苷酶比活力隨傳代代數(shù)的增加而增加(P＜0.05)，可見木聚糖對(duì)六種木質(zhì)纖維素降解酶均具有誘導(dǎo)作用，并對(duì)β-D-木糖苷酶有最高誘導(dǎo)能力，其酶比活力高達(dá)35.8mU/mg。第一代以微晶纖維素為底物的Neocallimastixsp.培養(yǎng)液有較高的木質(zhì)纖維素降解酶比活力:阿魏酸酯酶比活力為18.9mU/mg、木聚糖酶比活力為18.3U/mg、