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我国生物质资源丰富,通过生物转化法将生物质转化为能源,既清洁又环保。生物质能源化主要包括生物质分解和生物质转化两个关键步骤。在生物质分解阶段,如何提高木聚糖酶的活性是关键,选育高产木聚糖酶系的菌株对生物质开发利用有重要意义。
本实验从饲用木聚糖酶样品中分离到6株分解木聚糖的菌株,最后确定2株木聚糖酶活力较高的菌株。对该菌株的孢子和菌丝进行显微形态观察,经鉴定该菌株为青霉(P.corylophilum)和枯草芽孢杆菌(B.subtilis),并分别命名为青霉QM2和KC2。将筛选菌种与本实验室保藏的菌种进行发酵培养,测定其木聚糖酶系活性,结果表明黑曲霉(A.niger)2459所产的木聚糖酶、木糖苷酶、阿拉伯糖苷酶活性均优于其他菌株。
通过对该菌株的固态发酵产酶条件优化,确定黑曲霉2459的最佳产酶条件为:培养基含水量为3.56 ml/g,玉米芯添加量为72.3%,发酵时间为5d,蛋白胨0.4%,pH7.0,温度30℃。在最佳产酶条件下,其木聚糖酶活最高可达2885 IU。利用混菌发酵菌种间的产酶协同作用能够提高菌株产酶活性,实验结果显示将黑曲霉与青霉混菌发酵5 d后,其产酶活性明显高于其他混合发酵组合以及各菌株的纯种发酵。
实验研究了芳香族化合物阿魏酸、水杨酸以及香草醛对黑曲霉在固态发酵过程中产木聚糖酶系活性的影响。研究表明:在发酵过程中,向玉米芯固体培养基中添加0.2%的水杨酸和0.5%的阿魏酸时效果最好,木聚糖酶系的活性能够提高1.3~2.7倍。