里氏木霉产纤维素酶的条件优化及酶学性质研究

傅科鹤，范莉莉，陈慧颖，等．高产纤维素酶菌株的筛选及产酶条件优化［Ｊ］．江苏农业科学，２０２１，４９（３）：２１４－２１８．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２１．０３．０３８高产纤维素酶菌株的筛选及产酶条件优化傅科鹤１，２，范莉莉１，２，陈慧颖１，黄　颖１，张同林１（１．南昌师范学院生物系，江西南昌３３００３２；２．地方鸡种遗传改良省级重点实验室／南昌师范学院生物技术研究所，江西南昌３３００３２） 摘要：纤维素是自然界中分布最广泛的一种生物质能源，筛选能够高效降解纤维素的菌株对于开发利用这类物质具有重要意义。

从土壤中分离纯化获得一株高产纤维素酶的菌株ＴＷ０６３－３，通过形态学结合分子生物学鉴定得出，该菌株为草酸青霉。

通过单因素优化试验寻找最佳培养条件，然后通过正交试验确定关键因子的最佳参数。

筛选得出最佳培养条件：１５ｇ／Ｌ羧甲基纤维素钠＋２ｇ／Ｌ硝酸铵，ｐＨ值为３．０，２００ｒ／ｍｉｎ培养６ｄ。

在最佳培养条件下，酶活性比优化前提高了３４．１％，达到５２４．４Ｕ／ｍＬ。

研究结果可为生物降解纤维素酶提供一定的理论及应用价值。

关键词：纤维素酶；草酸青霉；培养基优化 中图分类号：Ｓ１８２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－１３０２（２０２１）０３－０２１４－０５收稿日期：２０２０－０３－１０基金项目：江西省教育厅项目（编号：１５１２５２、ＧＪＪ１６１２３３）；国家自然科学基金地区项目（编号：３１６６００２０）。

作者简介：傅科鹤（１９７６—），男，江西南昌人，博士，讲师，主要从事微生物土壤修复研究。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｋｈｆｕ０１１２＠１６３．ｃｏｍ。

通信作者：范莉莉，博士，讲师，主要从事木霉菌分子遗传研究。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｌｆａｎ３１＠１６３．ｃｏｍ。

纤维素酶能够将自然界中最丰富的生物质能源———纤维素类物质分解成可溶性单糖，从而为大批量生产生物燃料乙醇提供廉价原料［１］。

里氏木霉产纤维素酶分离纯化工艺研究发布时间：2021-11-11T06:46:02.936Z 来源：《中国科技人才》2021年第22期作者：侯龙龙谢军任晓辉白冠章[导读] 目前，世界各国都在积极研究利用非粮发酵手段生产生物燃料，用以解决日益严重的能源危机、气候问题以及粮食短缺问题。

义马煤业集团煤生化高科技工程有限公司河南省三门峡市 472300摘要：目前，世界各国都在积极研究利用非粮发酵手段生产生物燃料，用以解决日益严重的能源危机、气候问题以及粮食短缺问题。

木质纤维素作为地球上储量最丰富的多糖类物质，利用其生产燃料乙醇已成为各国研究的热点领域。

但由于木质纤维素结构致密复杂，大多数微生物并不能将其作为直接碳源来生产乙醇，只有将其水解成可发酵单糖类物质后，才能被微生物利用。

酶解法由于其反应条件温和、效率高、能耗低、选择性强以及环保效果好等优点，被广泛应用于纤维素水解过程中。

但由于纤维素酶的酶组分多体系，底物结构较为复杂，加大了从发酵液中分离提取较高纯度的纤维素酶的难度，目前文献报道的纤维素酶提取工艺大多是为了获得纯纤维素酶组分并进行酶学性质的研究，其工艺很难在工业中进行应用。

关键词：纤维素酶；分离提取工艺；盐析；膜分离；色谱层析前言：在传统的酶粗提方法中，盐析法过程温和，不会使酶分子发生变性，硫酸铵由于其具有较强的盐析能力、较高的水溶性以及较低的温度系数，因此在蛋白质及酶的盐析过程中常被使用。

陈红漫等在芽孢杆菌-葡萄糖苷酶的分离纯化及特性的研究中采用硫酸铵分级沉淀法对粗酶液分离纯化，结果显示在硫酸铵饱和度区间为20%-60%时，经硫酸铵沉淀后，酶纯化倍数为1.42,回收率为11.41 %。

但盐析过程适合小规模酶的分离提取过程，而当生产规模较大时，由于需要大量的无机盐，会对后续环保处理带来较大压力；而膜分离过程不需要添加化学试剂，而且整个过程温和，不会造成酶分子的变性失活，当然，膜分离过程也存在投资成本偏高，膜易堵塞等问题。

里氏木霉FST-1产酶条件及其纤维素酶乙醇发酵优化的研究里氏木霉FST-1产酶条件及其纤维素酶乙醇发酵优化的研究摘要：里氏木霉（Trichoderma reesei）是一种常见的纤维素分解菌，其产生的纤维素酶在生物燃料和生物化学品的生产中具有重要作用。

本研究旨在调查里氏木霉FST-1产酶的最适条件，并通过优化发酵条件来提高纤维素酶的产量。

首先，我们选择不同培养基对里氏木霉FST-1的产酶能力进行评估。

结果显示，含有1%纤维素和0.5%葡萄糖的培养基对里氏木霉FST-1的产酶能力具有最大的促进作用。

因此，该培养基被选为进一步实验的基础。

接下来，我们研究了不同的培养条件对纤维素酶产量的影响，包括pH值、温度和培养时间。

结果显示，在pH值为5.0、温度为30℃以及培养时间为5天的条件下，里氏木霉FST-1产酶的产量达到最高水平。

这些结果表明，这些条件为里氏木霉FST-1产酶的生产提供了良好的环境。

进一步实验中，我们通过响应面法对纤维素酶乙醇发酵进行了优化。

通过正交试验设计，我们确定了三个关键因素：葡萄糖浓度、乙醇浓度和发酵时间。

我们发现，在葡萄糖浓度为2.5%，乙醇浓度为1.0%以及发酵时间为48小时的条件下，纤维素酶的乙醇发酵效果最好，产量最高。

最后，我们对纤维素酶产品进行了质量分析。

结果显示，在最佳条件下，纤维素酶的纯度超过90%。

此外，纤维素酶在乙醇发酵过程中并未发生明显的降解。

综上所述，本研究系统地调查了里氏木霉FST-1产酶的最适条件，并通过响应面法对纤维素酶乙醇发酵进行了优化。

这些结果为纤维素酶的大规模生产提供了重要的参考和指导。

关键词：里氏木霉FST-1、纤维素酶、产酶条件、乙醇发酵、优综上所述，通过本研究的实验结果，我们确定了里氏木霉FST-1产酶的最适条件为pH值为5.0、温度为30℃以及培养时间为5天。

此外，通过响应面法对纤维素酶乙醇发酵进行优化，我们确定了葡萄糖浓度为2.5%，乙醇浓度为1.0%，发酵时间为48小时时，纤维素酶的乙醇发酵效果最好，产量最高。

纤维素降解菌研究概况及发展趋势赵斌（山东农业大学生命科学学院 2010级生物工程三班）摘要纤维素是地球上最丰富的可再生有机资源，因为难分解大部分未被人类利用。

另外，纤维素是造纸废水的COD和SS的主要来源之一。

分解纤维素并将其转化成动物易吸收或利用的能源、食物、饲料或化工原料，是纤维素合理应用的重要途径。

筛选高效纤维素分解菌，确定其酶学性质是降解纤维素的关键。

关键词：微生物；纤维素；降解；纤维素酶AbstractCellulose is the earth's most abundant renewable organic resources, because the majority is not difficult to break down human use. In addition, the cellulose is one of the main sources of the papermaking wastewater COD and SS. Into the animal's susceptibility to absorption or utilization of energy, food, feed or chemical raw materials decompose cellulose and cellulose reasonable application. Screening cellulolytic to determine the nature of its enzymatic degradation of cellulose.纤维素是地球上最丰富、来源最广泛的碳水化合物，同时也是地球上最大的可再生资源，占地球生物量的约50%[1]。

纤维素分子本身的致密结构以及由木质素和半纤维素形成的保护层造成纤维素不容易降解而难以被充分利用或被大多数微生物直接作为碳源物质而转化利用。

里氏木霉R3液体深层发酵产纤维素酶工艺优化研究
康东亮;吕世峰;阎振丽;鲁丰雨;王芬
【期刊名称】《河南工业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2006(027)005
【摘要】研究了温度、pH值、溶氧对里氏木霉R3液体深层发酵产纤维素酶的影响,并进行了工艺优化.用50 L全自动通气机械搅拌发酵罐,接种量10%,发酵过程采取分段控制pH值、温度和溶氧的工艺,发酵120 h酶活力最高,FPA和CMC酶活力分别达到48.9 FPIU/mL和321.68IU/mL,FPA酶活比工艺优化前提高了221%.【总页数】5页(P47-50,54)
【作者】康东亮;吕世峰;阎振丽;鲁丰雨;王芬
【作者单位】河南天冠企业集团,河南,南阳,473000;河南天冠企业集团,河南,南阳,473000;河南天冠企业集团,河南,南阳,473000;南阳普康集团,河南,南阳,473003;南阳普康集团,河南,南阳,473003
【正文语种】中文
【中图分类】TS201.3
【相关文献】
1.一株绿色木霉液体深层发酵产纤维素酶工艺研究 [J], 邓毛程;王瑶;阳元娥
2.响应面法优化里氏木霉Rut C-30产纤维素酶液体培养基 [J], 李勇昊;姜永生;周长海;顾芮萌;孙文良;田朝光
3.响应面对里氏木霉产纤维素酶液体发酵条件的优化 [J], 王强强;莫海飞;杨玉玲;陈炼红;伍红
4.响应面优化转透明颤菌血红蛋白基因里氏木霉液体发酵产纤维素酶的培养条件[J], 严琳;钟红梅;左婕;陈智慧;罗又才;陈啟月;伍红
5.里氏木霉液体深层发酵纤维素酶及其酶促打浆工艺 [J],
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里氏木霉Rut-C30发酵热水预处理稻草产纤维素酶苏存生;贺建龙;熊鹏;岳春;于凤川;孙付保【摘要】为提高工业生产菌Trichoderma reesei Rut-C30产酶能力,以热水预处理稻草(hot water pretreated rice straw,HWPRS)为碳源,开展系统优化培养基与培养条件以及采用添加剂等方面的实验工作.菌株初始摇瓶发酵HWPR产纤维素酶在168 h时滤纸酶活(FPA)为1.20 U/mL.通过单因素实验与正交实验,获得最佳培养基(g/L):HWPRS 50.0、玉米浆6.0、(NH4) 2SO44.0、KH2 PO4 1.0、尿素0.2、MgSO4· 7H2O 0.4、CaCl2 0.3;最佳培养条件:pH6.0、转速220 r/min、温度30℃、接种量ψ6％;优化后菌株产酶FPA达2.69 U/mL,是优化前2倍以上.添加吐温-80能显著提高产酶,β-葡萄糖苷酶活(BG)提高26％;添加乳糖主要能提高BG酶活;实验中首次发现壳聚糖类物质能促进纤维素酶发酵,其中壳聚糖效果最明显,添加1.5 g/L壳聚糖时纤维素酶FPA与BG分别提高了10％和30％,使纤维素酶FPA、CMCase和BG分别达到3.67、8.65和1.76 U/mL.该产酶稳定性为上罐实验证实,所产纤维素酶FPA水平是初始摇瓶发酵的3倍,初步显示了其工业发酵潜力.【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2016(042)010【总页数】9页(P14-22)【关键词】热水预处理稻草;里氏木霉Rut-C30;纤维素酶;发酵优化;壳聚糖【作者】苏存生;贺建龙;熊鹏;岳春;于凤川;孙付保【作者单位】江南大学生物工程学院,工业生物技术教育部重点实验室,江苏无锡,214122;淮阴师范学院化学化工学院,江苏省生物质能与酶技术重点实验室,江苏淮安,223005;淮阴师范学院化学化工学院,江苏省生物质能与酶技术重点实验室,江苏淮安,223005;南阳理工学院生物与化学工程学院,河南南阳,473004;江南大学生物工程学院,工业生物技术教育部重点实验室,江苏无锡,214122;江南大学生物工程学院,工业生物技术教育部重点实验室,江苏无锡,214122【正文语种】中文在木质纤维素生产燃料乙醇过程中，纤维素酶将纤维质原料水解为可发酵性糖，为后续微生物生产燃料乙醇提供基质，纤维素酶酶解是纤维素乙醇商业化的关键步骤[1-2]。

里氏木霉产纤维素酶碳源优化饶庆隆;杭志喜;彭军;余世袁【期刊名称】《江西农业大学学报》【年(卷),期】2008(030)003【摘要】分别使用不同预处理的纸浆、麸皮和玉米秸秆为碳源,诱导里氏木霉产纤维素酶.结果显示,使用ψ(H2SO4)1.5%处理纸浆对里氏木霉产纤维素酶诱导效果最好,产酶历程中,最大的滤纸酶活、CMC酶活和β-葡萄糖苷酶活分别为2.92IU/mL、2.20IU/mL和0.89IU/mL.处理玉米秸秆有较好的产酶诱导作用,分别使用10g/L、50g/L NaOH处理或ψ(H2SO4)=1.5%处理玉米秸秆,滤纸酶活最大分别达到2.37IU/mL、2.33IU/mL和2.53IU/mL.麸皮是较差的里氏木霉产纤维素酶诱导物,分别使用ψ(H2SO4)=1.5%、10g/L NaOH, 10g/L NaOH或苯醇处理的麸皮为碳源,滤纸酶活最大分别仅有2.16IU/mL、 1.76IU/mL和1.84IU/mL.【总页数】5页(P538-542)【作者】饶庆隆;杭志喜;彭军;余世袁【作者单位】南京林业大学,化学工程学院,江苏,南京210037;南京林业大学,化学工程学院,江苏,南京210037;南京林业大学,化学工程学院,江苏,南京210037;南京林业大学,化学工程学院,江苏,南京210037【正文语种】中文【中图分类】Q556【相关文献】1.里氏木霉产纤维素酶的条件优化及酶学性质研究 [J], 钟桂芳;翟莉莉;樊攀;杨雪鹏2.响应面法优化里氏木霉Rut C-30产纤维素酶液体培养基 [J], 李勇昊;姜永生;周长海;顾芮萌;孙文良;田朝光3.响应面对里氏木霉产纤维素酶液体发酵条件的优化 [J], 王强强;莫海飞;杨玉玲;陈炼红;伍红4.中心组合响应面优化里氏木霉B4菌产纤维素酶培养基组成研究 [J], 屈海峰;白殿国;于占春;岳军;王继艳;宁艳春;李爱力;徐友海;胡世洋5.响应面优化转透明颤菌血红蛋白基因里氏木霉液体发酵产纤维素酶的培养条件[J], 严琳;钟红梅;左婕;陈智慧;罗又才;陈啟月;伍红因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

生物工程学报54（1997）83-94利用里氏木酶RUT C30 批量纤维素酶生产的动力模型北卡罗莱纳州立大学化工系美国一九九五年四月一日收到，在修订的形式收到的1997年1月7日;接受97年1月15日摘要在文学概念和实验数据上，建立以纤维素酶为基板，利用里氏木酶T批量纤维素酶生产的动力模型。

关键的概念包括四个：（一）存在初期和中期的菌丝体;（二）只在中期菌丝体有纤维素酶的生产;（三）纤维素酶（催化剂）吸附微粒纤维素（基板），（四）纤维素转化反应程度的下降。

该实验室批量的数据进行了生物质（颗粒），基板（颗粒纤维素）和产品（纤维素酶和减少糖）的浓度与时间的动力学参数进行了评价，同时通过非线性拟合，以及由此产生的模型拟合数据都显示良好。

该模型成功验证了假设需要的纤维素酶在反应器生产分析中所有四个概念。

© 1997 Elsevier科学B.V.关键词：建模;纤维素酶的生产;里氏木霉;分批培养1。

简介纤维素酶的生产提供了一种让纤维素水解为葡萄糖的催化剂，这将用于最终乙醇的生产。

生产同批次增长的纤维素酶真菌瑞氏木霉需要依赖许多因素，例如木霉纤维素酶系统就是其中一个复杂的因素。

为了完成其动力学行为的定量描述，不仅需要描述时间的数学表达式，也需要描述每个重要的变量（基板，生物量和酶浓度），而且还包含已知，真菌细胞的重要方面生理学，酶吸附与基板反应。

在生产纤维素酶的动力学模型前被认为有几个因素：pH值的中期（布朗和霍尔斯特德，1975; Rakshit和萨海，1991; Chanal等，1992），氧气供应。

（布朗和Zainudeen，1977），基质类型及其浓度（Sternberg和多瓦尔，1979年;。

Mohagheghi 等人，1988年，1990年; Schafner和托莱多，1992年; Chanal等，1992），类型。

（米特拉和威尔克，1975;高斯和萨海，1979;亨迪等人，1982年）等。

产纤维素酶菌群的筛选及其酶学特性研究的开题报告
一、研究背景
纤维素是一种常见的多聚糖，存在于大部分植物细胞壁中，因此广泛存在于土壤和水体中。

由于其难以降解的特点，造成了许多环境问题。

而纤维素酶是一种针对纤维素的特殊酶类，可以将纤维素降解为低分子糖类，具有重要的应用价值。

目前，纤维素酶的产生主要是通过微生物发酵。

因此，对于纤维素酶的酶学特性的研究是非常重要的，并且对于优选高产纤维素酶的微生物菌株也是极为重要的。

二、研究内容与目的
本研究旨在筛选出高效纤维素酶产生菌株，并研究其生长条件和酶学特性，以提高纤维素酶的产量和酶效力。

具体研究内容如下：
1. 筛选能够高效产生纤维素酶的细菌菌株，并对其进行酶学特性的分析。

2. 探究生长条件对纤维素酶活性的影响，优化最适生长条件。

3. 研究纤维素酶酶学特性，包括温度、pH值、抑制剂等对其酶活性的影响。

4. 探讨纤维素酶的应用前景。

三、研究方法
1. 微生物筛选：从环境中采集样品，进行微生物分离和纯化，通过生化和分子生物学方法进行细菌分类并筛选高效纤维素酶产生菌株。

2. 菌株的生长和纤维素酶酶学特性测定：对筛选出的微生物菌株，采用罗斯曼培养基进行培养并测定其生长曲线和纤维素酶活性的变化情况；同时，对纤维素酶进行酶学特性研究。

3. 数据处理与分析：利用统计学方法对实验结果进行数据处理和分析。

四、预期结果
本研究将筛选到优良的纤维素酶产生菌株，并探究其生长条件和酶学特性，从而为产纤维素酶菌株的优选和酶效力的提高提供理论和实践依据。

同时，本研究还将为纤维素酶的高效应用和产业化提供思路和技术支持。

4科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald纤维素酶是一种重要的工业用酶,广泛应用于食品、饲料、纺织、造纸和酿造等领域,不同的菌种及不同的生产工艺生产的纤维酶的酶系不同,从而适宜应用于不同的领域,笔者以里氏木霉、绿色木霉及康氏木霉作为生产菌种,对培养基的碳氮源进行优化,并初步研究了三种木霉的产酶条件。

1 材料与方法1.1材料1.1.1菌种里氏木霉(Trichoderma reesei);绿色木霉(T ri ch ode rm avir id e);康氏木霉(trichoderma koningii)。

均为本实验室保藏。

1.1.2培养基1.1.2.1斜面培养基里氏木霉,20%马铃薯汁琼脂培养基。

绿色木霉,麸汁6.5%,葡萄糖0.6%,蛋白胨0.4%,磷酸氢二胺0.2%,琼脂2.0%。

康氏木霉,5Be麦汁琼脂培养基。

1.1.2.2摇瓶培养基里氏木霉及康氏木霉,微晶纤维素1%,磷酸二氢钾0.1%,硝酸铵0.1%,硫酸铵0.2%,微量元素液0.1%,吐温-80 500ppm。

绿色木霉,玉米芯粉4.0%,豆饼粉3.2%,蛋白胨0.15%,KH 2PO 40.1%,M g SO 40.05%。

1.2方法1.2.1培养方法将上述菌种分别接种于斜面培养基上,在28±1℃培养4d～6d后使用或4℃保存备用。

使用时用无菌水把孢子洗脱制成悬液,接到发酵培养基中,28±1℃旋式床(200rpm)培养5d,离心上清液即为粗纤维素碳氮源对不同菌种产纤维素酶影响的研究谢夏阳(广东江门科隆生物技术股份有限公司 广东江门 529000)摘 要:以里氏木霉、绿色木霉及康氏木霉作菌种,分别用微晶纤维素、玉米芯粉、稻草粉、麸皮作碳源,用豆饼粉、蛋白胨、硫酸胺、硝酸胺、尿素作氮源进行摇瓶发酵培养,并对其摇瓶发酵条件进行了研究,结果显示:不同菌种对碳氮源的要求不同,三种木霉培养基的最佳组成分别为:里氏木霉,微晶纤维素1%,磷酸二氢钾0.1%,硝酸铵0.3%,微量元素液0.1%,吐温-801000ppm,装量70ml/500mlΔ;康氏木霉,微晶纤维素1%,磷酸二氢钾0.1%,硫酸铵0.5%,微量元素液0.1%,吐温-80 1500ppm,装量50ml/500mlΔ;绿色木霉,粗玉米芯粉4.5%,豆饼粉4.0%,麸皮0.5%,蛋白胨0.1%,kH 2PO 40.1%,(NH 4)2SO 40.1%,M g SO 40.05%,装量50ml/500mlΔ。