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白酒糟是粮谷物和糠壳等混合物经过发酵、蒸馏制得白酒后的副产物,并富含纤维素、蛋白质等有机物。目前白酒糟主要用于生产动物饲料,然而中国每年能产生几千万吨乃至上亿万吨的白酒糟,这给白酒糟的资源化利用带来了巨大挑战。缺乏高效又廉价的处理方法制约了白酒糟的综合利用,也导致了白酒糟被随意丢弃,进一步造成了资源浪费和环境污染。开发白酒糟处理方式,提高经济和环境效益是白酒行业的一个重要课题。由于白酒糟中的纤维素含量较高,纤维素的降解成为了白酒糟资源化利用的关键一步。生物降解法处理白酒糟相较物理和化学方法,具有费用低和环境友好等优势。提高酶活力和增强微生物对环境的适应能力是生物降解面临的一个难题。此外,目前对酿酒环节中的纤维素酶产生菌的开发利用也不足。基于以上实际需求及科学问题,本文从酱香型酒醅、清香型酒醅、浓香型大曲、竹林里的土壤腐殖质中分离筛选纤维素酶产生菌,并对菌种分类、理化特征和降解白酒糟的特性进行研究。此外,对微生物产的纤维素酶进行表征以及构建微生物共培养体系以提高白酒糟的降解效果。主要研究结果如下:(1)以羧甲基纤维素钠为唯一碳源,从酱香型酒醅、清香型酒醅、浓香型大曲、竹林里的土壤腐殖质中共分离出39株菌。利用刚果红染色和滤纸条崩解试验进行初筛,测定纤维素酶活力进行复筛。其中A5、B2菌株的内切葡聚糖酶活力分别达到25 U/m L、34 U/m L。经形态学、生理生化和分子生物学分析,A5、B2菌株分别被鉴定为Bacillus licheniformis(地衣芽孢杆菌)、Bacillus subtilis(枯草芽孢杆菌)。胁迫性试验进一步表明枯草芽孢杆菌B2适合降解白酒糟,其在p H值3.0、温度44℃、酒精体积分数为4%环境中生长良好。(2)在上一步研究基础上,将枯草芽孢杆菌B2菌株应用于白酒糟降解工艺研究中。在单因素试验结果的基础上,采用Box-Behnken响应面法进行工艺优化,确定了白酒糟降解最佳工艺条件为白酒糟添加量71 g/L、温度37℃、p H值6.4、接种量8%,该条件下白酒糟降解率高达15.23%。(3)为了寻找产热稳定性纤维素酶的细菌,对纤维素酶进行表征。结果显示地衣芽孢杆菌A5产的纤维素酶的最适反应温度在75℃左右,内切葡聚糖酶在80℃下孵育120min,残留酶活性为82%。(4)通过构建细菌共培养系统,结果发现地衣芽孢杆菌A5和枯草芽孢杆菌B2共培养时纤维素酶活力提高了30%~70%,与优化条件后的枯草芽孢杆菌B2单独降解相比,白酒糟的降解率提高了70%,还原糖含量增加至16.6 mg/m L。此外,白酒糟中残留的乙醇不会减少降解率,反而是当共培养体系添加2%体积分数的乙醇,白酒糟的降解率增加了15%。综合上述研究,本文揭示了酒醅及酒曲可以作为纤维素酶产生菌的重要生物资源库。同时,揭示了地衣芽孢杆菌A5与枯草芽孢杆菌B2通过协同作用促进白酒糟降解,两菌有潜力成为降解木质纤维素原料的优秀菌系,为白酒糟处理提供新见解。