棉花秸稈木質纖維素降解及其青貯復合菌系的篩選和協(xié)同機理研究
發(fā)布時間:2024-04-17 19:41
為推進我國新疆棉稈作為粗飼料利用的進程,緩解新疆飼草資源短缺,針對棉花秸稈降解方面的研究,首先對棉花秸稈的預處理進行優(yōu)化,確定其最適預處理方法;其次篩選適宜棉花秸稈青貯的乳酸菌復合菌系和木質纖維素降解復合菌系。從青貯樣品中、禾本科牧草中分離乳酸菌,利用16S rDNA和生理生化指標測定對乳酸菌株進行鑒定。采用PCR-DGGE技術對青貯復合系的穩(wěn)定性和多樣性進行分析;篩選降解棉花秸稈纖維素復合系,利用微生物分泌的纖維素復合酶加快木質纖維素分解,測定纖維素復合系的降解能力和酶活性,采用PCR-DGGE技術對木質纖維素降解復合菌系的穩(wěn)定性和多樣性進行分析。棉稈預處理和酶解,在堿與微波同時處理基礎上添加綠色木霉處理失重率最高(18.90%),堿與微波同時處理后添加綠色木霉處理酶解率最好(31.84%):硫酸處理糖化率最高(18.30%);堿與微波同時處理后的棉桿經(jīng)綠色木霉處理后葡萄糖得率最高(1.01%),預處理和酶解都能提高纖維素的降解率。青貯乳酸菌的鑒定結果,鑒定出了8種分別為地衣芽孢桿菌(Bacillus lichenniformis)、面包乳桿菌(Lactobacillus crust...
【文章頁數(shù)】:122 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
中文摘要
英文摘要
1 緒論
1.1 秸稈資源
1.1.1 秸稈
1.1.2 我國秸稈種類及產(chǎn)量
1.2 秸稈降解預處理
1.2.1 物理
1.2.2 化學
1.2.3 生物技術處理
1.3 棉花秸稈的組成與結構
1.3.1 纖維素
1.3.2 半纖維素
1.3.3 木質素
1.4 棉花秸稈研究進展
1.4.1 作為粗飼料
1.4.2 還田
1.4.3 燃燒發(fā)電
1.4.4 氣化
1.4.5 液化處理
1.4.6 固化處理
1.4.7 用作基質
1.4.8 制備活性炭
1.4.9 制備高吸水性樹脂
1.4.10 設置濱海灘涂隔離層
1.4.11 棉桿養(yǎng)蟲
1.5 纖維素酶
1.5.1 種類
1.5.2 結構
1.5.3 纖維素酶的作用機理
1.5.4 降解纖維素的菌
1.6 木質素降解菌
1.7 青貯微生物
1.7.1 青貯的原理
1.7.2 青貯的發(fā)展
1.7.3 青貯微生物
1.8 研究意義
1.9 問題與展望
1.9.1 問題
1.9.2 展望
2 材料與方法
2.1 材料
2.1.1 白腐菌
2.1.2 棉花秸稈
2.2 方法
2.2.1 復合菌系的篩選
2.2.2 棉花秸稈預處理以及酶解
2.2.3 微生物分離與鑒定
2.2.4 復合系穩(wěn)定性和多樣性
2.2.5 常規(guī)養(yǎng)分測定
2.2.6 木質纖維素酶測定
2.2.7 棉稈體外降解和體內降解
3 結果與分析
3.1 棉稈預處理
3.1.1 棉稈成分分析
3.1.2 纖維素分解復合菌系的酶活力測定
3.1.3 不同預處理對棉花木質素、纖維素和半纖維素的影響
3.1.4 纖維素分解復合菌系酶對棉花秸稈的降解效果影響
3.1.5 小結
3.2 復合菌系的篩選及穩(wěn)定性
3.2.1 纖維素分解復合菌系的篩選
3.2.2 青貯復合菌系篩選
3.2.3 小結
3.3 產(chǎn)纖維素酶發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化
3.3.1 微生物降解不用棉稈酶活曲線變化
3.3.2 單因素試驗結果
3.3.3 酸預處理棉稈微生物降解的正交試驗結果
3.3.4 小結
3.4 非離子表面活性劑PEG對棉稈木質纖維素水解酶的影響
3.4.1 不同聚合度表面活性劑對復合酶的影響
3.4.2 不同表面活性劑對纖維素轉化率和蛋白吸附率的影響
3.4.3 表面活性劑對木質素和纖維素降解率的影響
3.4.4 表面活性劑對復合酶動力學特征的影響
3.4.5 小結
3.5 微生物的分離鑒定
3.5.1 乳酸菌的篩選與鑒定
3.5.2 纖維素降解菌的篩選與鑒定
3.5.3 小結
3.6 纖維素降解菌系、白腐菌和青貯菌系的協(xié)同作用
3.6.1 協(xié)同發(fā)酵對酶活性的影響
3.6.2 對可溶性還原糖和乳酸的影響
3.6.3 協(xié)同發(fā)酵對木質纖維素的影響
3.6.4 協(xié)同發(fā)酵對粗蛋白含量的影響
3.6.5 發(fā)酵棉稈的評價
3.6.6 小結
4 討論與結論
4.1 討論
4.1.1 棉稈預處理
4.1.2 復合菌系篩選
4.1.3 產(chǎn)纖維素酶發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化
4.1.4 表面活性劑對木質纖維素酶活性的影響
4.1.5 分離鑒定
4.1.6 協(xié)同作用
4.2 結論
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的學術論文
本文編號:3956835
【文章頁數(shù)】:122 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
中文摘要
英文摘要
1 緒論
1.1 秸稈資源
1.1.1 秸稈
1.1.2 我國秸稈種類及產(chǎn)量
1.2 秸稈降解預處理
1.2.1 物理
1.2.2 化學
1.2.3 生物技術處理
1.3 棉花秸稈的組成與結構
1.3.1 纖維素
1.3.2 半纖維素
1.3.3 木質素
1.4 棉花秸稈研究進展
1.4.1 作為粗飼料
1.4.2 還田
1.4.3 燃燒發(fā)電
1.4.4 氣化
1.4.5 液化處理
1.4.6 固化處理
1.4.7 用作基質
1.4.8 制備活性炭
1.4.9 制備高吸水性樹脂
1.4.10 設置濱海灘涂隔離層
1.4.11 棉桿養(yǎng)蟲
1.5 纖維素酶
1.5.1 種類
1.5.2 結構
1.5.3 纖維素酶的作用機理
1.5.4 降解纖維素的菌
1.6 木質素降解菌
1.7 青貯微生物
1.7.1 青貯的原理
1.7.2 青貯的發(fā)展
1.7.3 青貯微生物
1.8 研究意義
1.9 問題與展望
1.9.1 問題
1.9.2 展望
2 材料與方法
2.1 材料
2.1.1 白腐菌
2.1.2 棉花秸稈
2.2 方法
2.2.1 復合菌系的篩選
2.2.2 棉花秸稈預處理以及酶解
2.2.3 微生物分離與鑒定
2.2.4 復合系穩(wěn)定性和多樣性
2.2.5 常規(guī)養(yǎng)分測定
2.2.6 木質纖維素酶測定
2.2.7 棉稈體外降解和體內降解
3 結果與分析
3.1 棉稈預處理
3.1.1 棉稈成分分析
3.1.2 纖維素分解復合菌系的酶活力測定
3.1.3 不同預處理對棉花木質素、纖維素和半纖維素的影響
3.1.4 纖維素分解復合菌系酶對棉花秸稈的降解效果影響
3.1.5 小結
3.2 復合菌系的篩選及穩(wěn)定性
3.2.1 纖維素分解復合菌系的篩選
3.2.2 青貯復合菌系篩選
3.2.3 小結
3.3 產(chǎn)纖維素酶發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化
3.3.1 微生物降解不用棉稈酶活曲線變化
3.3.2 單因素試驗結果
3.3.3 酸預處理棉稈微生物降解的正交試驗結果
3.3.4 小結
3.4 非離子表面活性劑PEG對棉稈木質纖維素水解酶的影響
3.4.1 不同聚合度表面活性劑對復合酶的影響
3.4.2 不同表面活性劑對纖維素轉化率和蛋白吸附率的影響
3.4.3 表面活性劑對木質素和纖維素降解率的影響
3.4.4 表面活性劑對復合酶動力學特征的影響
3.4.5 小結
3.5 微生物的分離鑒定
3.5.1 乳酸菌的篩選與鑒定
3.5.2 纖維素降解菌的篩選與鑒定
3.5.3 小結
3.6 纖維素降解菌系、白腐菌和青貯菌系的協(xié)同作用
3.6.1 協(xié)同發(fā)酵對酶活性的影響
3.6.2 對可溶性還原糖和乳酸的影響
3.6.3 協(xié)同發(fā)酵對木質纖維素的影響
3.6.4 協(xié)同發(fā)酵對粗蛋白含量的影響
3.6.5 發(fā)酵棉稈的評價
3.6.6 小結
4 討論與結論
4.1 討論
4.1.1 棉稈預處理
4.1.2 復合菌系篩選
4.1.3 產(chǎn)纖維素酶發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化
4.1.4 表面活性劑對木質纖維素酶活性的影響
4.1.5 分離鑒定
4.1.6 協(xié)同作用
4.2 結論
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的學術論文
本文編號:3956835
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