纤维素分解菌与酵母菌混菌发酵体系对土壤中纤维素物质降解研究

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1、纤维素分解菌与酵母菌混菌发酵体系对土壤中纤维素物质的降解研究王钟1，杨仁斌1，李欢（1，2），傅强1(1湖南农业大学农业环境保护研究所，湖南长沙410128；2长沙环境保护职业技术学院，湖南长沙410004)摘要：本文研究了纤维素分解菌与酵母菌组成的二元混菌体对纤维素酶活性的影响。在纤维素分解菌的发酵期间引入酵母菌来解除纤维素分解菌分解纤维素时的产物对纤维素酶的反馈抑制。通过在不同时间接入酵母菌，找出最适接入时间。通过在最适时间接入不同量梯度的酵母菌，找出最适接种量，同时分析纤维素分解菌与酵母菌在反应器中的动态变化。结果表明：两种菌混菌发酵纤维素的活性较单菌发酵大幅度提高，酵母菌

2、的最适接入时间是72h，最适接入量为6.4×106cfu/mL；混菌发酵有利于缩短纤维素生产发酵周期。关键词：纤维素分解菌；酵母菌；反馈抑制；混菌发酵StudiesonthekineticsofcellulosewithmixingstrainsWANGZhong1，YangRen-bin，LIHuan(1，2)，FUQiang1(1InstituteofAgro-EnvironmentalProtection，HunanAgficuhuralUniversity，Changsha410128，China;2Changshaenvironmentalprotectioncolle

3、ge，Changsha410004，China)Abstract:Theeffectsofcelluloseactivitieswerestudiedbymixedfermentation.Astrainofcellulosedecomposingmicroorganismwasisolatedfromsomebacterias.Inoculatingcandidainthefermentationsystemindifferenttimeandwithdifferentdensitytodestroythefeedbackofrestrainfromfermentationof

4、cellulosedecomposingbacteriaandcandidautilis.Respectively，theactivityofcellulosesystemwassignificantlyincreasedaftercandidawasinoculatedinthefeimcntationsystem.Themixedfeimentationoftwodualmicrobesmaybeadvantageoustoshortenthefermentationcycleincelluloseproduction.Keywords:cellulose-decomposi

5、ngstrain；candidautilis；feedbackofrestrain；mixedfermentation纤维素是地球上最丰富的多糖物质、也是地球上最丰富的生物资源，约占植物总干重的1/3~1/2。我国的纤维素资源极为丰富，每年农作物秸秆的产量达5.7*108t、约相当于我国北方草原年打草量的50倍。在农村，秸秆主要用作燃料、畜禽饲料与积肥，不仅利用率低、还对环境造成一定污染。纤维素的生物分解对开辟新能源和防治环境污染具有7重要意义，因此一直是生物技术领域研究的重点。但纤维素结构复杂，纯培养微生物难以有效的分解它，因为纯培养微生物处理农作物秸秆存在问题。虽然木质纤维素

6、分解菌及其酶类在发酵工业应用己研究了几十年，但迄今还没有一种微生物或一套酶系可按传统方法用于大规模降解纤维素，并在经济上取得效益，这主要是因为存在着下述一些问题：（1）纤维素酶的合成受其自身降解物的阻遏。现己证明，各种水溶性碳源和葡萄糖，纤维二糖、蔗糖、淀粉、甘油等对真菌和细菌纤维素酶的合成起降解物阻遏作用。例如构巢曲霉（Aspergillusnidulans）的外切葡聚糖酶，内切葡聚糖酶，β-l．4葡萄糖苷酶受到5%甘油或葡萄糖的降解物阻遏。（2）纤维素酶的催化功能受其酶促反应终产物的反馈抑制。有实验证明里氏木霉（Trichodermareesei）的内切与外切葡聚糖酶的活性受

7、到纤维二糖的抑制，而葡萄糖则可以抑制各种纤维素酶的活性。由于纤维素酶作用受到反馈抑制，所以酶解液生成葡萄糖的浓度不高。近年在纤维素生物分解中多种菌的协同作用逐渐引起人们的重视。因纤维素结构复杂，一般分解纤维素的酶是由多个组分构成的复合酶。纤维素分解菌分解纤维素所产生的产物对纤维素酶具有反馈抑制作用。在纤维素分解菌的发酵期间接入酵母菌能解除该反馈抑制作用。CMC糖化力法是目前较常用的纤维素酶活测定手段，本文将报告通过CMC糖化力法对纤维素酶活性的测定来找出接入酵母菌的最佳接入时间以