里氏木霉产纤维素酶的条件优化及酶学性质研究

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高产纤维素酶菌株的筛选及产酶条件优化

傅科鹤，范莉莉，陈慧颖，等．高产纤维素酶菌株的筛选及产酶条件优化［Ｊ］．江苏农业科学，２０２１，４９（３）：２１４－２１８．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２１．０３．０３８高产纤维素酶菌株的筛选及产酶条件优化傅科鹤１，２，范莉莉１，２，陈慧颖１，黄　颖１，张同林１（１．南昌师范学院生物系，江西南昌３３００３２；２．地方鸡种遗传改良省级重点实验室／南昌师范学院生物技术研究所，江西南昌３３００３２）摘要：纤维素是自然界中分布最广泛的一种生物质能源，筛选能够高效降解纤维素的菌株对于开发利用这类物质具有重要意义。

从土壤中分离纯化获得一株高产纤维素酶的菌株ＴＷ０６３－３，通过形态学结合分子生物学鉴定得出，该菌株为草酸青霉。

通过单因素优化试验寻找最佳培养条件，然后通过正交试验确定关键因子的最佳参数。

筛选得出最佳培养条件：１５ｇ／Ｌ羧甲基纤维素钠＋２ｇ／Ｌ硝酸铵，ｐＨ值为３．０，２００ｒ／ｍｉｎ培养６ｄ。

在最佳培养条件下，酶活性比优化前提高了３４．１％，达到５２４．４Ｕ／ｍＬ。

研究结果可为生物降解纤维素酶提供一定的理论及应用价值。

关键词：纤维素酶；草酸青霉；培养基优化中图分类号：Ｓ１８２文献标志码：Ａ文章编号：１００２－１３０２（２０２１）０３－０２１４－０５收稿日期：２０２０－０３－１０基金项目：江西省教育厅项目（编号：１５１２５２、ＧＪＪ１６１２３３）；国家自然科学基金地区项目（编号：３１６６００２０）。

作者简介：傅科鹤（１９７６—），男，江西南昌人，博士，讲师，主要从事微生物土壤修复研究。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｋｈｆｕ０１１２＠１６３．ｃｏｍ。

通信作者：范莉莉，博士，讲师，主要从事木霉菌分子遗传研究。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｌｆａｎ３１＠１６３．ｃｏｍ。

纤维素酶能够将自然界中最丰富的生物质能源———纤维素类物质分解成可溶性单糖，从而为大批量生产生物燃料乙醇提供廉价原料［１］。

一株里氏木霉产纤维素酶发酵条件的研究

酶活力(U/ml)
140
Cx
C1Cx
120
C1
100
80
60
40
20
0 60
80 100 120 140 160 培养时间(h)
图 1 培养时间对产酶的影响 Effects of fermentation time on cellulase production
从图 1 可以看出，Cx 酶活力高于 C1 酶活力，培养初期酶活力随着培养时间的延长而增强，Cx 酶在 96h 时达到最大值，C1 酶在 120h 达到最大值，发酵后期它们的活力逐渐降低。 2.2 麸皮含量对产酶的影响
376 2008, Vol. 29, No. 11
食品科学
※生物工程
1.2.1 酶底物反应液 1% 羧甲基纤维素钠(CMC-Na)醋酸缓冲液(pH4.8)，
0.5% 微晶纤维素(MCC)- 醋酸缓冲液(pH4.8)，1% 水杨素醋酸缓冲溶液(pH4.8)。
1.2.2 DNS 试剂配制溶液 A，溶解 6.9g 结晶酚于 15.2ml 10% NaOH 中，
通过测定发现[13]，每升麸皮培养基含还原糖 4.67g、总氮 2.17g、蛋白质 0.26g、灰分 0.76g, 表明麸皮培养基中含有微生物生长所需要的碳源、氮源、多种矿物质等营养物质，碳氮比协调。表 1 为摇瓶中不同的麸皮添加量对里氏木霉产酶的影响。
※生物工程
食品科学
2008, Vol. 29, No.11 377
菌株在不同的氮源下，其生存能力不同，因此产酶能力也不同，选择适合的氮源对菌株的产酶能力有重要的影响。通过实验改变产酶培养基氮源的种类，选择一些有机氮源和无机氮源研究其对产酶的影响，结果见表 2 。

纤维素酶提取工艺及酶学性质的研究

Ｋｅｙｗ删ｓＴ／ｈｄｒｅｓｉｅｕａｅ：Ｅｌｅｉｎ：Ｅｚｍａｉｒｐｒｅｒａｅｍａｒｅｅ：Ｃｕｌｓｃｘｒｔａｏｎｙｔｐｏｅｔｓｃｉ
缪静张术臻２程显好冯志彬王营营，，，，
（．１鲁东大学生命科学学院，山东烟台２４２；．北京中棉紫光生物科技有限公司，６０５２北京１０４）００４
摘要［目的］讨纤维素酶的最佳提取工艺和最佳反应条件。［探方法］以里氏木霉Ｒｔ．为发酵菌种，３ｕＣ３０在ｏ℃、摇床转速１ｍｎ７ｒｉ条０／件下培养８，发酵生产纤维素酶，ｄ用盐析技术对粗酶液进行分离纯化，过正交实验法探讨了纤维素酶的提取工艺条件。并以羧甲基通纤维素钠酶活力为指标，对该酶的最佳反应条件和稳定性进行了研究。［果］结纤维素酶的最佳提取条件是：取时间为１ｈ盐析饱和提６、度为７％、Ｈ值为４８０ｐ＿。纤维素酶的最佳反应条件是：Ｈ值为４８温度为６ｐ．、０℃。酶在ｐ．— ．Ｈ３６７０时较稳定，７在８℃保温３ｉ下的０ｒｎａ残留酶活为５％。『ｏ结论ｌ该研究为酶的工业化生产提供参考数据。关键词里氏木霉；纤维素酶；提取；酶学性质中图分类号Ｑ８，１１４文献标识码Ａ文章编号０ｌ — ６ｌ２０）９０９４０５７６１（７１ — ７５ — ２１８
ｄｒｅｓｉＲｔＣ一０ａｅｍｅｔｔｎｓｉｔｗａｕｔｒｄａ０ ℃ ａｄｒｔｔｎｓｅｄｏ７／ｒｉｆｒ８ｄｔｒｄｃｅｌｌｓｙｆｒｎａｉｎ．ｒ１ｅｍａｒｅｅｕ３ｓｆｒｎａｉｎ．ｉｓｃｌｅｔ３ｏｕｎｏａｉｐｅｆｌ０ｒａｎｏｏｐｕｅｅｌｕａｅｂｅｍｅｔｔｏｏｏＩｅｌ

里氏木霉产纤维素酶的研究及其应用进展

协助降解养殖水环境中的有毒氮污染，是维护养殖水环境的重要物质。地球上分布最广、蕴藏量最丰富的可再生资源之一是纤维素，而纤维素酶能降解纤维素的．１，４．葡萄糖苷键以生成葡萄糖或其他可溶性糖，可以作为水产养殖所用的有机碳。研究表明，里氏木霉（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ
ｓｏｕｒｃｅｓ，ｃｅｌｌｕｌｏｓｅｃａｎｈｙｄｒｏｌｙｚｅ口一１，４一ｇｌｕｃｏｓｉｄｉｃｌｉｎｋａｇｅｓｉｎｃｅｌｌｕｌｏｓｅｉｎｔｏｇｌｕｃｏｓｅｏｒｏｔｈｅｒｓｏｌｕｂｌｅｓｕｇａｒａｎｄｉｓｔｈｅｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｉｎ
ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ．ＴｈｅｃｅｌｌｕｌａｓｅｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙＴｒｉｃｈｏｄｅｒｍａｒｅｅｓｅｉｉｓａｎｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒｅｎｚｙｍｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｆａｍｏｕｓｆｏｒｉｔｓｈｉｇｈｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｇｏｏｄ
ｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ．
ｒｅｅｓｅｉｉｓｔｈｅｍｏｓｔｗｉｄｅｌｙｓｔｕｄｉｅｄｃｅｌｌｕｌｏｌｙｔｉｃｆｕｎｇｕｓ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｒｅｖｉｅｗｓｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｅｎ —

里氏木霉产纤维素酶分离纯化工艺研究

里氏木霉产纤维素酶分离纯化工艺研究发布时间：2021-11-11T06:46:02.936Z 来源：《中国科技人才》2021年第22期作者：侯龙龙谢军任晓辉白冠章[导读] 目前，世界各国都在积极研究利用非粮发酵手段生产生物燃料，用以解决日益严重的能源危机、气候问题以及粮食短缺问题。

义马煤业集团煤生化高科技工程有限公司河南省三门峡市 472300摘要：目前，世界各国都在积极研究利用非粮发酵手段生产生物燃料，用以解决日益严重的能源危机、气候问题以及粮食短缺问题。

木质纤维素作为地球上储量最丰富的多糖类物质，利用其生产燃料乙醇已成为各国研究的热点领域。

但由于木质纤维素结构致密复杂，大多数微生物并不能将其作为直接碳源来生产乙醇，只有将其水解成可发酵单糖类物质后，才能被微生物利用。

酶解法由于其反应条件温和、效率高、能耗低、选择性强以及环保效果好等优点，被广泛应用于纤维素水解过程中。

但由于纤维素酶的酶组分多体系，底物结构较为复杂，加大了从发酵液中分离提取较高纯度的纤维素酶的难度，目前文献报道的纤维素酶提取工艺大多是为了获得纯纤维素酶组分并进行酶学性质的研究，其工艺很难在工业中进行应用。

关键词：纤维素酶；分离提取工艺；盐析；膜分离；色谱层析前言：在传统的酶粗提方法中，盐析法过程温和，不会使酶分子发生变性，硫酸铵由于其具有较强的盐析能力、较高的水溶性以及较低的温度系数，因此在蛋白质及酶的盐析过程中常被使用。

陈红漫等在芽孢杆菌-葡萄糖苷酶的分离纯化及特性的研究中采用硫酸铵分级沉淀法对粗酶液分离纯化，结果显示在硫酸铵饱和度区间为20%-60%时，经硫酸铵沉淀后，酶纯化倍数为1.42,回收率为11.41 %。

但盐析过程适合小规模酶的分离提取过程，而当生产规模较大时，由于需要大量的无机盐，会对后续环保处理带来较大压力；而膜分离过程不需要添加化学试剂，而且整个过程温和，不会造成酶分子的变性失活，当然，膜分离过程也存在投资成本偏高，膜易堵塞等问题。

里氏木霉FST-1产酶条件及其纤维素酶乙醇发酵优化的研究

里氏木霉FST-1产酶条件及其纤维素酶乙醇发酵优化的研究里氏木霉FST-1产酶条件及其纤维素酶乙醇发酵优化的研究摘要：里氏木霉（Trichoderma reesei）是一种常见的纤维素分解菌，其产生的纤维素酶在生物燃料和生物化学品的生产中具有重要作用。

本研究旨在调查里氏木霉FST-1产酶的最适条件，并通过优化发酵条件来提高纤维素酶的产量。

首先，我们选择不同培养基对里氏木霉FST-1的产酶能力进行评估。

结果显示，含有1%纤维素和0.5%葡萄糖的培养基对里氏木霉FST-1的产酶能力具有最大的促进作用。

因此，该培养基被选为进一步实验的基础。

接下来，我们研究了不同的培养条件对纤维素酶产量的影响，包括pH值、温度和培养时间。

结果显示，在pH值为5.0、温度为30℃以及培养时间为5天的条件下，里氏木霉FST-1产酶的产量达到最高水平。

这些结果表明，这些条件为里氏木霉FST-1产酶的生产提供了良好的环境。

进一步实验中，我们通过响应面法对纤维素酶乙醇发酵进行了优化。

通过正交试验设计，我们确定了三个关键因素：葡萄糖浓度、乙醇浓度和发酵时间。

我们发现，在葡萄糖浓度为2.5%，乙醇浓度为1.0%以及发酵时间为48小时的条件下，纤维素酶的乙醇发酵效果最好，产量最高。

最后，我们对纤维素酶产品进行了质量分析。

结果显示，在最佳条件下，纤维素酶的纯度超过90%。

此外，纤维素酶在乙醇发酵过程中并未发生明显的降解。

综上所述，本研究系统地调查了里氏木霉FST-1产酶的最适条件，并通过响应面法对纤维素酶乙醇发酵进行了优化。

这些结果为纤维素酶的大规模生产提供了重要的参考和指导。

关键词：里氏木霉FST-1、纤维素酶、产酶条件、乙醇发酵、优综上所述，通过本研究的实验结果，我们确定了里氏木霉FST-1产酶的最适条件为pH值为5.0、温度为30℃以及培养时间为5天。

此外，通过响应面法对纤维素酶乙醇发酵进行优化，我们确定了葡萄糖浓度为2.5%，乙醇浓度为1.0%，发酵时间为48小时时，纤维素酶的乙醇发酵效果最好，产量最高。

里氏木霉产纤维素酶条件的优化

１．发酵培养基．２２
里氏木霉中纤维素酶主要包括内切葡聚糖酶Ｃ酶）。、纤维二糖酶（）Ｃ酶及一萄糖苷酶。其葡中Ｃ酶是能在纤维素酶分子内部任意断裂一，４ｌ１
糖苷键，从而使天然纤维素裂解为直链纤维素。ｃ
１４酶活测定．
２微晶纤维素与麸皮的最佳配比．２
酶不能水解天然纤维素，目前，主要检测纤维素
酶是ｃ酶（。滤纸酶活）（甲基纤维素钠酶、ｃ酶羧
活）１国对纤维素酶已开展了广泛的研究，大ｉ２。我
液体发酵培养基：蛋白胨０３、硫铵０２．％．％、酵母膏０５、Ｋ２Ｏ％、ＣＣ２２２．％、．％０ＨＰ４４０ａ１・Ｈ０Ｏ０３
需的酶；里氏木霉及其代谢物安全无毒，不会影
响生产人员和环境ｌｌ１。
里氏木霉（ｒｈｄｒａｒｅｅ）０１Ｔｉｏｅｍｅｓｉ３９１购自中国ｃ农业微生物菌种保藏中心，４３８０５０５、４３９购自中国工业微生物菌种保藏中心。
中图分类号：Ｑ３９文献标识码：Ａ
植物纤维素是植物细胞壁主要成分，占植物
体干重的３．５％，是地球上最丰富的有机物３４％～０质。纤维素酶是可将纤维素分解生成葡萄糖的一类酶的总称，其最大的潜在用途是把纤维素类物

纤维素降解菌研究概况及发展趋势

纤维素降解菌研究概况及发展趋势赵斌（山东农业大学生命科学学院 2010级生物工程三班）摘要纤维素是地球上最丰富的可再生有机资源，因为难分解大部分未被人类利用。

另外，纤维素是造纸废水的COD和SS的主要来源之一。

分解纤维素并将其转化成动物易吸收或利用的能源、食物、饲料或化工原料，是纤维素合理应用的重要途径。

筛选高效纤维素分解菌，确定其酶学性质是降解纤维素的关键。

关键词：微生物；纤维素；降解；纤维素酶AbstractCellulose is the earth's most abundant renewable organic resources, because the majority is not difficult to break down human use. In addition, the cellulose is one of the main sources of the papermaking wastewater COD and SS. Into the animal's susceptibility to absorption or utilization of energy, food, feed or chemical raw materials decompose cellulose and cellulose reasonable application. Screening cellulolytic to determine the nature of its enzymatic degradation of cellulose.纤维素是地球上最丰富、来源最广泛的碳水化合物，同时也是地球上最大的可再生资源，占地球生物量的约50%[1]。

纤维素分子本身的致密结构以及由木质素和半纤维素形成的保护层造成纤维素不容易降解而难以被充分利用或被大多数微生物直接作为碳源物质而转化利用。

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ａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｆｅｒｍｅｎｔｂｒｕｍｏｆＴｒｉｃｈｏｄｅｒｍａｒｅｅｓｅｉｗａｓ３．５ｔｉｍｅｓａｓｂｅｆｏｒｅ．
霉发酵产酶的最佳培养基为：麦麸１．８％、硝酸钠１．３％、碳酸钙０－３％、氯化钠０．２％、磷酸二氢钾０－３％；里氏木霉所产纤维素酶的最适反应条件为：ｐＨ４．０、５０ ℃，金属离子Ｆｅ、Ｃｏ２Ｍｎ “、Ｃａ对酶活有促进作用，而Ｆｅ “、Ａｇ对酶有抑制作用。经培养基优化后，发酵液上清中的最终酶活为１１６．６４Ｕ／ｍＬ，是优化前的３．５倍。
钟桂芳，翟莉莉，樊攀，杨雪鹏
（郑州轻工业学院食品与生物工程学院．郑州河南４５０００２）
摘
要：本文对里氏木霉产纤维素酶发酵培养条件及对其所产纤维素酶的酶学性质进行初步研究。ｔｉｏｎｏｆＣｕｌｔｕｒｅＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒＣｅｌｌｕｌｏｓｅＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎｂｙ
ＴｒｉｃｈｏｄｅｒｍａｒｅｅｓｅｉａｎｄＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＥｎｚｙｍａｔｉｃＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
食品与发酵科技
ＦｏｏｄａｎｄＦｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
第４９卷（第４期）Ｖｏ１．４９，Ｎｏ．４
里氏木霉产纤维素酶的条件优化及酶学性质研究
ｃｅｌｌｕｌａｓｅｉｓ５０ ℃ ，ｐＨ４．０．ＲｅｓｕｌｔｓａｌｓｏｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅａｃｔｉｖｉｔｅｄｂｙｓｏｍｅｍｅｔａｌｉｏｎｓｓｕｃｈａｓＦｅ “，Ｃｏ “，ＭｎａｎｄＣａ．ｉｎｈｉｂｉｔｅｄｂｙＦｅ．Ａｇｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｏｎｔｈｅｃｏｕｎｔｒｙ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｃｅｌｌｕｓｏｓｅ
关键词：里氏木霉；纤维素酶：培养基优化；酶学性质；均匀设计实验
中图分类号：ＴＱ９２５￣．５
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７４ — ５０６Ｘ（２０１３）０４ — ００１０ — ０００４
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅｅｎｚｙｍｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＴｒｉｃｈｏｄｅｒｍａｒｅｅｓｅｉ，ｃｕｌｔｕｒｅｍｅｄｉｕｍｗａｓｏｐｔｉ — ｍｉｚｅｄｉｎｏｕｒｒｅｓｅａｒｃｈ，ａｎｄｔｈｅｅｎｚｙｍａｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙａｌｓｏ．Ｔｈｅｒｅｓｕｈｓｏｆｅｘｐｅｒｉｅｎｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｉｍｕｍｃｕｌｔｕｒｅｍｅｄｉｕｍｗｅｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｄｗｉｔｈ１．８％ｗｈｅａｔｂｒａｎ．１－３％ｓｏｄｉｕｍｎｉｔｒａｔｅ．０．３％ｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔ．０－２％ｓｏｄｉｕｍｃｈｌｏｉｄｒｅａｎｄ０＿３％ｐｏｔａｓｓｉｕｍｄｉｈｙｄｒｏｇｅｎｐｈｏｓｐｈａｔｅ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｒｅａｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅ
ＺＨＯＮＧＧｕｉ－ｆａｎｇ，ＺＨＡＩＬｉ－ｌｉ，ＦＡＮＰａｎ，ＹＡＮＧＸｕｅ－ｐｅｎｇ
（ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＱ厂ＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙ，Ｃｏｌｌｅｇｅ０厂ＦｏｏｄａｎｄＢｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＨｅｎａｎ４５０００２，Ｃｈｉｎａ）