1、菌产纤维素酶降解 秸秆纤维素,邓 晨 李旭婷 麻贝贝 张娟娟,生 物 系 08 级 4 班,秸秆与纤维素,纤维素是由D-葡萄糖以-1,4 糖苷键结合起来的链状高分子化合物，基本重复单位为纤维二糖，具有不溶性的刚性结构，在常温下不溶于水、也不溶于稀酸和稀碱，在自然条件下分解缓慢 秸秆主要组分包括纤维素、半纤维素和木质素,其中纤维素是制约秸秆降解的重要因素. 秸秆利用预处理：粉碎与研磨、高压蒸汽爆破、热解、碱处理、酸处理、氧化处理、生物处理以及几种方法的联合。,纤维素,纤维素是由D-葡萄糖以-1,4 糖苷键结合起来的链状高分子化合物，其基本重复单位为纤维二糖，具有不溶性的刚性结构，在常温下不溶于水
2、、也不溶于稀酸和稀碱，在自然条件下分解缓慢。,秸 秆 利 用,秸秆是一种丰富的纤维素可再生资源，我国农作物秸秆年产量逾6 亿t，除少量被用于造纸、纺织等行业或用作粗饲料、薪柴外，大部分以堆积、荒烧等形式直接倾入环境，造成极大的污染和浪费。能源紧张、粮食短缺及环境污染日趋严重是目前世界各国所面临的难题。而可再生资源的转化利用，能在有利于生态平衡的条件下缓解或解决问题。,纤维素酶,纤维素酶分类 ：根据酶功能分为3 大类：葡聚糖内切酶、葡聚糖外切酶、-葡萄糖苷酶。 纤维素酶作用机理：C1-Cx假说 、 协同理论、原初反应假说、短纤维形成理论和其他理论。 纤维素酶的来源： 真菌 细菌 纤维素酶的应用：
3、青贮饲料、反刍动物生产、猪、禽、水产养殖、 食品加工及酿造业等。 纤维素酶的应用前景。,产纤维素酶菌种,菌种来源：菜园土、森林土、稻田土、朽木、腐烂秸秆和牛粪堆肥等。 产纤维素酶主要菌种 ：细菌真菌 降解纤维素菌种组合：获得混合菌种的方法主要有两种：一种是直接筛选复合菌剂，另一种是选取一些功能菌株进行组合。,细菌,目前为人们研究较多的微生物中，细菌类有红黄纤维弧菌、普通纤维弧菌、纤维单胞菌属瘤胃球菌、镰状纤维菌和嗜纤维菌、多囊粘细菌、假单胞菌、荧光极毛杆菌。此外,放线菌中的黑红旋丝放线菌、玫瑰色放线菌和纤维放线菌。,真菌,目前研究和生产中采用的菌种大多是木霉、曲霉和青霉等。 制成酶制剂的有绿色
4、木霉、黑曲霉、镰刀霉、拟青霉和斜卧青霉等的纤维素酶。,所有能分解晶体纤维素的真菌，均能或多或少地分泌纤维素酶，所以纤维素酶的真菌源非常广泛。,菌 种 组 合,木霉+黑曲霉 木霉+青霉 细菌+放线菌 细菌+细菌,里氏木霉+黑曲霉 绿色木霉+产朊假丝酵母 绿色木霉+黑曲霉 黑曲霉+烟曲霉+酵母,混合菌种组合 ：利用单菌或单酶对未经处理的纤维素材料进行降解非常困难。因此,在自然状态下彻底降解纤维素,要充分重视多种微生物之间的协同作用 。,优秀菌株的获得,分离 筛选：纤维素选择培养基法、滤纸底物和纤维素天青培养基法、半固体纤维素天青试管法、P2N法和纤维素刚果红培养基法 。纯化：单菌落反复划线纯化，显
5、微镜检，直 得纯菌株 诱变育种 ：紫外线诱变 、原生质体融合 、 利用基因工程技术构建纤维素降解菌。（诱变菌株高产菌株筛选及其稳定性试验）,菌产纤维素酶,纤维素酶的获得：固体发酵（SSF ）和液体深层发酵 。,固态发酵（Solid State Fermentation，SSF）是指利用不溶性原料作为固体支持物和营养物质， 体系无自由流动液体，在其上进行的任何发酵过程。具有能耗小、成本低等优点。液体发酵：实验过程中多用摇瓶液体发酵获得酶液用以检测酶活以达到检测菌株产酶的能力。,菌株产酶条件研究,培养温度对产酶的影响 培养基初始p H 值对产酶的影响 接种量对产酶的影响 菌龄对产酶的影响,酶活的测
6、定,内切纤维素酶活 (CMC 酶活) 内切纤维素酶活（Cx 酶 ）滤纸酶活 (FPA 酶活),酶活：国际单位为依据，定义每分钟催化纤维素水解生成 1 mol 葡萄糖的酶量为个酶活力单位（IU）。,测定纤维素酶活力时，常以CMC 酶活力和FPA 表示 。其中PFA 可表征菌株分解纤维素的能力及其纤维素酶系的协同作用 。,菌种鉴定,形态学和生理生化特征：微生物分类和鉴定的重要依据之一。原因：一是易于观查和比较；二是许多形态学特征依赖于多基因的表达，具有相对稳定性。 血清试验与噬菌体分型 ：血清试验包括凝集反应、沉淀反应、补体结合、免疫荧光抗体技术、酶联免疫以及免疫组织化学等方法 。噬菌体分型 噬菌体对宿主的感染和裂解作用常具有高度的特异性 。 氨基酸顺序和蛋白质分析 核酸的碱基组成和分子杂交,工业化生产,高产菌株从实验室走向工业化、产业化，其生产条件的优化仍需大量工作！,谢 谢 ！,
