降解秸秆的酶菌筛选及工艺研究

来源 :陕西科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dave463
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秸秆是农作物收获后的副产物,约占农作物生物学产量的60%,它是地球上存在量巨大且永无枯竭的可再生资源。农作物收获后,秸秆多被焚烧或堆放在田间地头,造成了很大的环境污染和资源浪费。本课题基于秸秆长期作为反刍动物饲料的实践基础和能被反刍动物瘤胃微生物及自然界特种微生物群体降解的理论依据,以及秸秆中的蛋白含量很低,营养价值不高等实际问题,筛选降解秸秆能力强的酶和菌,利用其降解秸秆生产高蛋白益生菌饲料。 本试验选取了玉米秸秆为主要的降解对象,选择了复合酶、土壤混合菌种、绿色木霉和白腐真菌为主要降解酶和菌,通过降解试验,分别测定了秸秆的残余量,降解液的pH,还原糖含量,扫描电镜观察秸秆的结构变化,获得了以下结论: (1)复合酶降解秸秆的研究表明,复合酶的最适用量为2%,秸秆采用剪切处理。最佳降解条件:降解前期(前4天)温度45℃,后期35℃,pH8.8左右,摇床转速150r/min,培养时间22天。降解末期,1.0000g秸秆的残余量为0.1915g,秸秆利用率为80.9%,还原糖含量为0.5662mg/mL。电镜观察结果:表面蜡质结构破坏,叶片松散,出现较大的空洞。 (2)土壤混合菌种降解秸秆的研究表明,秸秆的最佳处理方式是粉碎处理。最佳降解条件:混合菌种接种量10%,温度35℃,pH9.20左右,摇床转速150r/min,培养时间22天。降解末期,1.0000g秸秆的残余量为0.4334g,秸秆利用率为56.7%,还原糖含量为0.4005mg/mL。电镜观察结果:表面蜡质结构被破坏,叶片松散,变薄,出现大的空洞。 (3)土壤混合菌种和复合酶共降解秸秆的研究表明,最佳降解条件:秸秆剪切处理,土壤混合菌种接种量10%,复合酶加量2%,温度35℃,pH8.5左右,摇床转速150r/min,培养时间22天。降解末期,1.0000g秸秆的残余量为0.2384g,秸秆利用率为76.2%,还原糖含量为0.6511mg/mL。电镜观察结果:表面蜡质结构完全破坏,秸秆片变薄,易碎,残缺不全,纤维结构基本打开,降解效果较好。 (4)绿色木霉降解秸秆的研究表明,最佳活化条件:PDA培养基,30℃培养4-5天。最佳降解条件:培养基C/N为25:1,秸秆剪切处理,绿色木霉接种量为孢子数<106个/mL。温度30℃,pH7.9左右,培养时间25天。降解末期,1.0000g秸秆的残余量为0.3045g,秸秆利用率为69.6%。电镜观察结果:表面蜡质结构部分破坏,秸秆片变薄残缺,纤维结构基本打开,降解效果较好。 (5)白腐真菌降解秸秆的研究表明,最佳活化条件:PDA培养基,25℃培养5-7天。最佳发酵条件:秸秆剪切处理,白腐真菌接种量为孢子数<106个/mL。温度25℃,pH8.3左右,培养时间21天。降解末期,1.0000g秸秆的残余量为0.4577g,秸秆利用率为54.2%。电镜观察结果:秸秆表面的蜡质结构已基本被降解,纤维素、半纤维素裸露,秸秆碎片变薄,易破碎,虽然秸秆的利用率不高,但秸秆中最难降解的木质素已基本被降解。 (6)通过对以上降解秸秆的酶和菌的研究分析发现,复合酶和土壤混合菌种共降解可以得到较好的降解效果,白腐真菌对秸秆的木质素结构有较好的降解效果。 以秸秆为主要原料,利用生物降解的方法,通过酶和菌对秸秆降解情况的分析,得到了较好的降解条件,为后续利用多菌种共降解秸秆生产蛋白饲料提供了理论依据。
其他文献
乙醇脱氢酶(ADH)是以烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD(H))为辅酶的一种氧化还原酶,它将乙醇催化转化成乙醛,同时将NAD还原成NADH,NADH再在电极上氧化而产生电流,但其氧化过电位大且副产