碱性纤维素酶产生菌H8005的分离筛选及其发酵条件的研究.pdf

碱性纤维素酶产生菌 H8005 的分离筛选
及其发酵条件的研究

(深圳大学,生命科学学院,生物技术陈阳宝)
(学号:2000302065)

内容提要:从不同造纸厂的碱性淤泥和废水中的 18 份土样中,分离到产碱性纤维素酶
能力较强的细菌 12 株。经过 CMC-Na 平板反复筛选,选出透明圈直径大于 30mm 的嗜碱性
纤维素酶产生菌 H8005,其在 的 CMC-Na 平板上也能产生明显的透明圈。通过液体
培养发酵,测定所产生纤维素酶粗酶液的 CMCase 的最适 pH 为 左右,表明该菌株所产
生的纤维素酶是一种碱性纤维素酶。此菌菌落呈白色,圆形,无菌丝,属革兰氏阴性杆菌,
可能是一新的菌株。
同时,本论文对 H8005 菌的产酶条件及培养基的优化进行了研究。系统探讨了培养时
间、种子菌龄及接种量、培养温度、培养基初始 pH、通气量、NaCl 浓度、CMC-Na 浓度、
碳源和氮源等对产酶的影响,并通过正交实验对培养基进行了优化,初步研究了其发酵动力
学。在此基础上,深入研究了添加葡萄糖对产酶的影响。结果表明,培养时间在 60h 左右酶
活力最好;菌龄和接种量分别以 8h,2%左右为宜;培养温度以 32℃左右为优;培养基的最
适初始 pH 为 ,而 NaCl 浓度和 CMC-Na 浓度分别为 1%和 %时最有利于菌种产酶;
最优培养基为蛋白胨 %、酵母粉 2%、麸皮 5%、葡萄糖 3%、CNC-%、NaCl
1%,KH2PO4 %、。并且发现,适量的葡萄糖对产酶有重要的促进作用,添加 3%的
葡萄糖能可使产酶活性提高 倍。在优化培养条件下,H8005 菌产碱性纤维素酶可高达
。
关键词:嗜碱性纤维素酶,透明圈,新的菌株,正交实验,发酵动力学,酶活力
教师点评:本文较全面的研究了碱性纤维素酶产生菌 H8005 的分离纯化及发酵条件。
发酵系统探讨了时间、接种时间、接种量、温度、pH、通气量、NaCl、CMC-Na 等对菌种
产酶的影响,并对培养基进行了优化以及深入研究了该菌的发酵动力学和葡萄糖对其发酵的
影响,得到最佳的产酶条件,确定了最有利于该菌发酵的碳氮源和培养基其他成分的最佳比
例,更重要的是发现了葡萄糖对该菌产酶具有很好的促进作用,具有很好的酶活性。本文思
路清晰,实验数据充分,论证合理,论文写作严谨、规范,是一篇优秀的本科毕业论文。(点
评老师:刘森林)

引言
纤维素酶的发展概况
纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称,它往往不是单种酶,而是起协同作用
的多组分酶系。由于自然界合成的纤维素资源及再生资源相当丰富,人们一直以来致力于研
究利用真菌中得到的纤维素酶制剂来降解纤维素材料将其转化为还原糖类物质,然后进行发
酵,但因成本高,而尚未获得实际应用。近年来,研究者们另辟蹊径,使纤维素酶制剂在饲料添
加剂及烟草加工、纺织印染工业和洗涤剂中都有了广泛的应用,从而使得纤维素酶在轻工业
生产中有较大的需求。同期人们还发现除了丝状真菌以外,其它很多种类的微生物如细菌、
链霉菌也能产生纤维素酶。
不同来源的纤维素酶的最适 pH 一般与其产生菌生长所需要的最适 pH 值相同。因此根
据纤维素酶的不同最适 pH 值可将纤维素酶分为三类:酸性纤维素酶,多为来自丝状真菌的
纤维素酶,它们的最适 pH 多为酸性(pH= 左右),主要用于降解纤维素材料将其转化为
还原糖类物质以及饲料添加剂等;中性纤维素酶,如来源于细菌或链霉菌的纤维素酶,其最
适 pH 一般为中性(pH= 左右),主要用于纺织品的水洗;碱性纤维素酶,来源于嗜碱性
微生物如嗜碱性芽孢杆菌,其最适 pH 在 8~9 左右,最高在 pH12 还具有活性,可添加于洗
涤剂中提高洗涤效果,并能使棉纤维织物柔软、复色,有着独特的去污效果。
酸性以及中性纤维素酶目前在工业生产方面已经有了较为广泛的应用,而碱性纤维素
酶直到近十几年才作为洗涤剂添加剂逐渐为人们所重视,迄今为止只有日本和丹麦已实现其
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商业化生产,并应用于洗涤剂中,获得了很大成功。在国内,虽然也有类似研究但是往往由于成
本问题难以获得实际应用。
碱性纤维素酶的发现
碱性纤维素酶最早在二十世纪八十年代由日本科学家 Horikoshi 和他的同事发现的。他
们从碱性土壤中分离到大量的嗜碱性微生物,而后用含羧甲基纤维素(CMC)的平板进行
筛选,能在 CMC 平板上产生透明圈的菌落即为纤维素酶的产生菌。最后他们得到了两株嗜
碱性芽孢杆菌菌株 -4 和