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产纤维素酶菌株的筛选、鉴定及其在酶法脱墨工艺的初步应用

李兴  
【摘要】:纤维素是地球上最丰富、来源最为广泛的大分子有机物质,是重要的可再生资源和能源之一。纤维素物质在自然界中存在状态十分特殊,这直接导致这类宝贵资源很难被合理利用。大量研究已经表明,生物降解法相对于其它分解纤维素的方法有着较大的优势。要使纤维素被分解转化成小分子化合物或其它营养物质,筛选分离出能够快速降解转化纤维素的优良菌是关键性问题。 本研究以广东韶关珠玑造纸厂19个土样,水样及广东开平,从化地区4个温泉水样和温泉周边的3个土样为样品,以筛选时间及地点对菌株命名,通过纤维素刚果红培养基平板培养染色之后透明水解圈的大小和菌落直径大小的比值进行初筛,挑选比值较大的9株菌株进行纤维素酶活测定的复筛,复筛结果9株菌株中有7株表现出胞外CMC-Na酶活,对这七株所产的酶进行最佳反应pH及反应温度的研究,结果大部分酶在pH6-7的范围内都表现出相对较高的纤维素酶活力,同时发现C-SZ4-9所产纤维素酶在60℃时,相对其他菌株有最高的纤维素酶活,CPC11所产的纤维素酶70℃的相对酶活最高。而CRJB1所产纤维素酶与C-SZ4-9所产纤维素酶最佳反应条件类似,但酶活相差较多。因此挑选这三株进行后续实验。 CRJB1,C-SZ4-9,CPC11三株菌通过形态鉴定,生理生化鉴定和分子生物学鉴定相结合的方法对其进行种属分类,最终初步确定1)C-SZ4-9、2)CPC11、3)CRJB1分别为龙舌兰芽孢杆菌(Bacillus tequilensis)、甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)及芽孢杆菌(Bacillus sp)。同时,对这三株菌株的生长曲线及酶活-时间曲线进行了测定,结果发现,这三株菌株均在20h内达到最佳酶活。之后,以各个酶的最佳反应pH及最佳反应温度为交点对酶的耐碱性及耐热性进行测定。发现各个酶在偏碱性的条件下,一定程度上有利于酶活的保持,同时最佳反应温度较高的酶及酶活较低的酶其耐热耐碱性较好。 最后,将C-SZ4-9,CPC11,CRJB1三株菌株所产的纤维素酶以0.5U/g绝干浆的添加量来进行酶法脱墨的研究,三者相对空白提高了4.2%ISO、2.9%ISO、0.8%ISO,将最佳的C-SZ4-9挑选出来对其酶法脱墨的酶的添加量进行探究,结果发现0.5U/g绝干浆的添加量最优,以这个数据与脂肪酶ARL,木聚糖酶cs7和化学脱墨的最优脱墨效果进行对比,结果显示纤维素酶相对其他两类酶有较好的脱墨效果,与化学脱墨法相比,纸张白度接近。


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