纖維素降解菌的篩選及酶學性質(zhì)的研究.pdf

1、學校代碼：10225 學 號：S17758 學 位 論 文 纖維素降解菌的篩選及酶學性質(zhì)的研究 雅男 指導(dǎo)教師姓名： 張 智 教授 東北林業(yè)大學 申請學位級別： 碩 士 學 科 專 業(yè) ： 食品科學 論文提交日期： 2017 年 4 月 論文答辯日期： 2017 年 6 月 授予學位單位： 東北林業(yè)大學 授予學位日期： 2017 年 6 月 答辯委員會主席： 論 文 評 閱 人： 摘要 - - I摘要 摘要

2、 纖維素是自然界中最豐富、來源最廣泛的有機物質(zhì)，它是地球上重要的可再生資源。黑龍江省有著豐富的纖維素資源，但大部分纖維素被焚燒、廢棄、對環(huán)境造成嚴重污染。要使纖維素被分解轉(zhuǎn)化成小分子化合物或其它營養(yǎng)物質(zhì)，篩選分離出能夠降解纖維素的優(yōu)良菌是關(guān)鍵。本文對纖維素降解菌的篩選、產(chǎn)酶條件的優(yōu)化、酶學性質(zhì)并對纖維素酶降解菌基因組進行了初步研究，主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下： 1.纖維素降解菌的篩選 利用羧甲基纖維素鈉為唯一碳源的培養(yǎng)基、結(jié)合碘液染色法、濾

3、紙分解實驗和纖維素酶活力測定，從熊貓糞便中篩選出一株纖維素降解菌。結(jié)合形態(tài)學觀察、生理生化特征和 16S rDNA 基因序列同源性分析，初步鑒定為 Paenibacillus cookii LZ033，它是一種產(chǎn)芽孢且好氧的革蘭氏陽性細菌。 對小鼠灌胃 Paenibacillus cookii LZ033 菌液，采用一次性灌胃，灌胃菌液濃度為 3×108CFU/mL、3×107CFU/mL、 3×106CF

4、U/mL，并設(shè)置陽性對照組，灌胃劑量均為0.2mL/10g 體重。觀察 14 天，未出現(xiàn)中毒癥狀，無死亡現(xiàn)象，肝臟、脾臟及胸腺無異常改變。 2.纖維素降解菌發(fā)酵產(chǎn)酶條件的優(yōu)化 Paenibacillus cookii LZ033 菌株的液體發(fā)酵產(chǎn)酶培養(yǎng)基：葡萄糖添加量 0.99%、蛋白胨添加量 0.97%、硫酸鎂添加量 0.076%、磷酸二氫鉀添加量 0.31%，在此條件下纖維素酶活力為 92.2U/mL。 Paenibacillus

5、cookii LZ033 菌株的液體發(fā)酵產(chǎn)酶條件：培養(yǎng)基初始 pH6.6、培養(yǎng)溫度36℃、搖床轉(zhuǎn)速 121r/min，裝液量 120mL/250mL 三角瓶，在此條件下纖維素酶活力為97.8U/mL。 3.酶學性質(zhì)的研究 纖維素酶活力在 60℃~70℃之間比較穩(wěn)定；纖維素酶活力在 pH3~4.6 之間比較穩(wěn)定；酶促反應(yīng)最適溫度為 70℃；酶促反應(yīng)最適 pH 為 3。 金屬離子濃度為 1mmol/L 的條件下，F(xiàn)e2+、Mn2+對纖維素酶

6、具有明顯的激活作用。Mg2+、Zn2+、Co2+、Cu2+對纖維素酶具有明顯的抑制作用。添加少量的 Fe2+、Mn2+有利于提高菌株的產(chǎn)酶能力。 4.基因組初步分析 采 用 Illumina 公 司 開 發(fā) 的 Miseq 測 序 平 臺 進 行 測 序 ， 根 據(jù) 基 因 組 序 列 對Paenibacillus cookii LZ033 的基本遺傳信息進行了初步分析。 Paenibacillus cookii LZ033 基因序列全