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一株青霉产纤维素酶的发酵条件优化及其酶学特性研究

作　者: 吾尔恩.阿合别尔迪
导　师: 刘东波
学　校: 东北师范大学
专　业: 微生物学
关键词: 青霉纤维素酶菌株筛选培养基优化酶学特性
分类号: TQ925
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

微生物降解是目前利用纤维素最有前途和最为理想的方法,由于菌株降解纤维素活力有限;降解机制研究中菌株模式化等问题的阻碍,微生物降解利用纤维素相对有限。筛选活力较高的纤维素降解菌株并对其降解纤维素机制研究,对于解决目前面临的环境和能源危机具有重要的理论与实践意义。从土壤当中筛选到一株生长速度较快、对纤维素降解效果较好的霉菌菌株。根据其形态学特征及生理生化特性初步鉴定该菌株为青霉属的土生青霉。在此基础上对该菌株在不同培养条件下的最佳液体产酶培养基的组成进行了优化,对粗酶的单一酶组分的生化性质进行了研究,对该菌株所产纤维素酶进行了分离纯化。实验结果具体如下:利用纤维素双层平板法从土壤当中筛选到一株对球磨纤维素粉CF-11降解效果较好的菌株。利用划线法纯化以后,接种到查氏培养基上结合插片法观察菌落的外部特征以及菌丝和孢子等的形态特征,对照《真菌鉴定手册》和相关文献确定该菌株是青霉属的土生青霉(Penicillium terrestre),我们将其命名为青霉DS-811(Penicillium.DS-811)菌株。将青霉DS-811菌株分别接种到6种不同的液体培养基中,通过比较每种培养基中的CMC酶活和滤纸酶活,综合CMC酶活和滤纸酶活以及产酶时间,确定了最佳初始液体产酶培养基的组成。以初始产酶培养基为基础对青霉DS-811菌株进行最佳产酶培养基的优化,优化因子有:碳源,氮源,培养温度,初始pH值,接种量和摇床转数等。结果表明:以2%羧甲基纤维素钠为碳源,以1%硝酸铵为氮源;培养温度为30℃;培养基的初始pH值为7.0;接种量为12.5%;摇床转速为140r/min是最佳培养条件。在此条件下培养144h可以得到很高的纤维素酶酶活力, CMC酶活力为103.31U/ml,FP酶活力为53.34U/mL。将粗酶液进行了超滤、盐析、透析和冷冻干燥,得到了粗酶粉末,对粗酶的性质研究表明,CMC酶的最适反应温度为40-60℃,最适反应pH均为4.0,在温度30℃-50℃和pH5.0条件下较稳定。经Sephadex G-100凝胶层析柱分离,得到了CMCase的纯酶组分,具有较高的CMC酶活力。将该纯酶组分经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳检验纯度,结果显示有单一蛋白谱带出现,即分离得到了青霉DS-811菌株的CMC酶的单一酶组分。利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定该单一酶组分相对分子量,在标准蛋白分子量曲线上查得该酶组分的相对分子量约为77,000Da。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
引言  8-16
  一、产生纤维素酶的微生物  8-9
  二、纤维素酶分类  9-10
  三、纤维素酶分子结构和功能研究概况  10
  四、纤维素酶的分离纯化技术  10-11
  五、纤维素酶活力测定  11-12
  六、纤维素酶的应用  12-16
第一章菌株Penicillium sp.DS-811 的分离纯化  16-20
  一、材料与方法  16-17
  二、结果与分析  17-20
第二章菌株Penicillium sp.DS-811 最佳产酶条件的优化  20-32
  一、基础产酶培养基的选择  20-26
    （一）材料与方法  20-22
    （二）结果分析  22-26
    （三）讨论  26
  二、其它因素对菌株产酶的影响  26-32
    （一）材料与方法  26-27
    （二）结果分析  27-30
    （三）讨论  30-32
第三章菌株Penicillium sp.DS-811CMC 酶的分离纯化与性质研究  32-39
  一、CMC 粗酶的部分性质研究  32-35
    （一）材料与方法  32-33
    （二）结果分析  33-35
    （三）小结  35
  二、CMC 酶的分离纯化  35-39
    （一）材料与方法  35-36
    （二）结果分析  36-37
    （三）小结  37-39
参考文献  39-43
致谢  43

一株青霉产纤维素酶的发酵条件优化及其酶学特性研究

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