微生物降解玉米秸秆生产单细胞蛋白的研究

【摘要】：本论文对玉米秸秆生物降解生产单细胞蛋白（Single Cell Protein）进行了 研究。目的在于通过对可再生资源的生物转化利用，拓广饲料来源，提高饲料质量， 在有利于生态平衡的条件下同时解决粮食短缺及环境污染问题，使其作为一种清洁产 业促进农业的可持续发展。工作中主要对秸秆的预处理方法、微生物产生纤维素酶条 件、单细胞蛋白生产菌种选育等进行了初步探讨；研究了玉米秸秆同步固态发酵生产 单细胞蛋白的方法，提出了生物降解秸秆生产单细胞蛋白的工艺路线。得到了以下研 究结果： 探讨了秸秆经过粉碎处理后，稀酸、稀碱、氨水、冷冻四种预处理方法，对秸秆 理化性质的影响；综合考虑和研究了各种预处理方法中纤维素的转化、酶解转化率、 总转化率、对设备的要求、以及环境污染等因素。结果表明预处理可以在不同程度上 降低纤维素的结晶度、分解木质素和降解半纤维素，并且能提高纤维素的酶解转化率。 最佳预处理条件为氨水预处理方法，且采用 15%氨水处理 72h，纤维素总转化率为 57.63﹪。 利用绿色木霉固态发酵生产纤维素酶曲。主要探讨了酶曲生产培养基配比、接种 量、氮源、培养时间和培养温度等条件，通过测定其所产纤维素酶的 ＣＭＣ 和 ＦＰＡ 酶活， 得出该菌株最佳的产酶条件为：　秸秆粉：麸皮为 ２：１，固液比为 １：３，添加（ＮＨ４）２ＳＯ４ 为氮源，添加量为 ２％，接种量 ６％，３０℃培养 ８４ｈ 左右为宜。ＣＭＣ、ＦＰＡ 酶活分别达到 ３７２ＩＵ／ｇ 和 ６９　ＩＵ／ｇ。　 利用纤维质原料生产单细胞蛋白菌种。根据实验条件分别以白地霉、产朊假丝酵 母、热带假丝酵母、酿酒酵母为试验对象，四株菌株分离纯化后，通过液体摇床培养， 分别测定其活菌数、细胞干重、粗蛋白含量等指标，选育出比生长速率大，粗蛋白含 量高的菌株用于生产单细胞蛋白。结果表明产朊假丝酵母比生长速率大，粗蛋白含量 高，且其所含氨基酸种类齐全，与进口鱼粉所含氨基酸种类与含量相近，确定为生产 单细胞蛋白的最佳菌株。 同步固态发酵中，纤维素水解后产生的葡萄糖可以被不断地用于发酵，因而消除 了葡萄糖和纤维二糖对纤维素酶的反馈抑制，有利于酶水解的进行，从而提高了糖化 和发酵效率。采用单因素及正交试验对同步固态发酵条件和工艺参数进行了研究，结 果表明：在纤维素酶曲用量 46IU/g（FPA），加水比 1：2～1：3 的情况下，接种产朊 假丝酵母 10%，30℃发酵 48 小时可使秸秆粗蛋白含量从 0.86%提高到 7.40%。 WP=7 4 微生物降解玉米秸秆生产单细胞蛋白的研究 【关键词】：玉米秸秆 纤维素酶曲 产朊假丝酵母 单细胞蛋白 同步固态发酵
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TQ936
【目录】：

• 前言4-6
• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第一章 文献综述12-19
• 1.1 纤维素类物质生产 SCP 的发展及现状12-14
• 1.1.1 SCP 的开发价值12-13
• 1.1.2 秸秆纤维素利用现状与潜力13-14
• 1.2 纤维素类物质生产 SCP 的研究概况14-19
• 1.2.1 作物秸秆的化学组成14-15
• 1.2.2 作物秸秆的预处理15-17
• 1.2.3 纤维素酶作用机制17-18
• 1.2.4 作物秸秆生产SCP的限制因素18-19
• 第二章 材料与方法19-26
• 2.1 材料与仪器设备19-20
• 2.1.1 试验材料与试剂19-20
• 2.1.2 试验仪器设备20
• 2.2 实验方法20-26
• 2.2.1 玉米秸秆预处理方法20-21
• 2.2.2 工艺流程21-22
• 2.2.3 培养基制备22
• 2.2.4 生产 SCP 菌种培养方法22
• 2.2.5 测定方法22-26
• 第三章 结果与分析26-46
• 3.1 预处理方法的选择26-31
• 3.1.1 蒽酮比色法葡萄糖标准曲线的绘制及回归方程的确定26
• 3.1.2 原料秸秆成分分析26-27
• 3.1.3 酸预处理条件确定27
• 3.1.4 碱预处理条件确定27-28
• 3.1.5 氨水预处理条件确定28-29
• 3.1.6 冷冻预处理条件确定29
• 3.1.7 几种预处理方案的比较29-30
• 3.1.8 15﹪氨水预处理时间的确定30-31
• 3.2 木霉产酶条件的确定31-35
• 3.2.1 葡萄糖标准曲线的绘制31-32
• 3.2.2 基本固态发酵培养基的选择及产酶条件的研究32-35
• 3.3 生产 SCP 菌种性能测定35-38
• 3.3.1 菌种生长性能测定结果35-36
• 3.3.2 菌种生长情况分析36-38
• 3.3.3 菌种粗蛋白含量测定结果38
• 3.4 同步固态发酵工艺参数优化结果38-46
• 3.4.1 酵母接种量对粗蛋白含量的影响39
• 3.4.2 纤维素酶曲培养时间和用量的选择39-41
• 3.4.3 发酵条件对粗蛋白含量的影响41-43
• 3.4.4 同步固态发酵工艺的优化43-46
• 第四章 结 论46-48
• 第五章 讨 论48-49
• 参考文献49-53
• 致谢53-54
• 作者简介54

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