里氏木霉产纤维素酶诱导剂的筛选与过程优化.pdf

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1、Inducersscreeningandprocessoptimizationon』"richodermareeset‘‘，n一’‘onproducingcellulasebyLIHuiAthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceCellBiologyCentralSouthUniversityofForestryandTechnology498ShaoshanSouthRoad，TianxinDistrictChangshaHunan410004，P．R．CHINASup

2、ervisorProfessorWangYijiangApril，201l一，学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品，也不包含为获得中南林业科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：≮辉hI1年6月7日中南林业科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送

3、交论文的复印件或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权中南林业科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密阢(请您在以上相应方框打“4")作者签名：慧霄聊签名：纠吾永“1年b月，7日yo11年莎月7日摘要纤维素乙醇生产过程中，纤维素酶的成本占了很高的比例，降低纤维素酶的成本能有效地降低纤维素乙醇的成本。高产纤维素酶的菌株，低廉而高效的诱导剂和优化培养工艺都能有效降低纤维素酶的成本。本研究通过对乳糖、蔗糖、半乳糖、木糖、麦芽浸粉、工业纤维素、稻草粉、大麦秆粉、

4、可溶性淀粉、麦芽糖等可能性诱导剂的基础上，筛选出合适的诱导剂，并优化培养基，找到产纤维素酶的最优条件，构建分批培养非构造式动力学模型，最后，对纤维素酶的特性进行了部分研究。通过对比不同浓度的可能性诱导剂培养下的里氏木霉菌丝体干重、滤纸酶活和B．葡萄糖苷酶酶活和它们的变化趋势，筛选出工业纤维素作为里氏木霉RUTC．30产纤维素酶的诱导剂。在单因素实验找出工业纤维素、硫酸铵和生物素合适的添加量范围基础上，通过实验设计软件Design．Expert进行中心组合设计寻找工业纤维素、硫酸铵和生物素的最优添加量。结果表明：当工业纤维素添加量为39．7229／L，硫酸铵添加量为5．9709／L，生物素添加量

5、为239．072I．tg／L；滤纸酶活为6．292U／ml，13-葡萄糖苷酶酶活为O．877U／ml，可溶性蛋白质含量达到1．174mg／ml。经验证滤纸酶活为6．158U／ml，与预测相差2．13％，f3-葡萄糖苷酶酶活为O．864U／ml，与预测相差1．48％，可溶性蛋白质含量为1．159mg／ml，与预测相差1．28％。相对于未优化前滤纸酶活提高了18．66％，D．葡萄糖苷酶酶活提高了5．75％，可溶性蛋白质含量提高了12．52％。在7．5L发酵罐中，滤纸酶活为4．817U／ml，13-葡萄糖苷酶酶活为O．881U／ml，可溶性蛋白质含量达到1．118mg／ml，滤纸酶活与摇瓶培养的结果

6、相差比较大。同时，蛋白质电泳显示工业纤维素诱导的纤维素酶中几乎不含有其它杂蛋白。通过响应面优化的最优结果，在7．5L发酵罐中保持恒定的硫酸铵和生物素添加量，改变工业纤维素添加量的基础上，构建了里氏木霉产纤维素酶的分批培养非构造式动力学模型，这些模型能够良好的拟合菌丝体、工业纤维素、可溶性蛋白质、滤纸酶活和p一葡萄糖苷酶酶活的变化。但对可溶性蛋白质、滤纸酶活和p一葡萄糖苷酶酶活的拟合效果低于对菌丝体和工业纤维素的拟合效果。从模型参数看出可溶性蛋白质、滤纸酶活和p．葡萄糖苷酶酶活的合成与菌丝体是部分生长偶联的关系。每毫克胞外蛋白质约为4．4个滤纸酶活。单位滤纸酶活成本模型是培养时间的函数，对比在工

7、业纤维素和微晶纤维素诱导下的单位滤纸酶活成本变化，发现工业纤维素相对于微晶纤维素有一定的经济优势。对比工业纤维素和微晶纤维素诱导的纤维素酶对滤纸和对硝基苯基．p．D．毗喃葡萄糖苷酶解的Km和Vmax，和纤维素酶活，发现工业纤维素诱导的纤维素酶有着更高的酶解效率。C02+对滤纸酶活和p．葡萄糖苷酶酶活都有抑制作用，其它金属离子对滤纸酶活有一定的促进作用。关键词：里氏木霉；工业纤维素；纤维素酶：滤纸酶