【摘要】：我國(guó)年產(chǎn)農(nóng)作物秸稈7億多噸,利用率不足40%,不僅造成資源浪費(fèi),而且污染環(huán)境。秸稈的主要成分是纖維素,纖維素在纖維素酶的催化作用下可分解為容易被利用的小分子有機(jī)物。纖維素酶由多組分酶系組成,研究發(fā)現(xiàn)纖維素酶協(xié)同作用的降解效果比單一酶的好。本研究以濾紙酶活和纖維素降解率為測(cè)定指標(biāo),人工構(gòu)建復(fù)合菌系,自然篩選出能夠高效降解纖維素的復(fù)合菌系,初步應(yīng)用于秸稈產(chǎn)沼氣實(shí)驗(yàn)中,提高秸稈的利用率及沼氣的產(chǎn)量和質(zhì)量,對(duì)促進(jìn)秸稈資源的有效利用,降低環(huán)境污染具有重要意義。 將三種纖維素降解菌LXD-2(Clostridium cellobioparum)、CZ-3(Clostridium papyrosolvens)和N14(Cellulomonas.sp.)進(jìn)行混合培養(yǎng),人工構(gòu)建復(fù)合菌系,確定最佳接種順序?yàn)?先接入N14,再同時(shí)接入CZ-3和LXD-2,接種量為15%,接種比例為2:(1:1);復(fù)合菌系的濾紙酶活和纖維素降解率比單一菌顯著提高,其濾紙酶活分別是LXD-2、CZ-3、N14的1.47倍、1.29倍和1.14倍,纖維素降解率分別是LXD-2、CZ-3、N14的1.38倍、1.57倍和1.22倍。 從不同生境富含纖維素降解菌的樣品中,以濾紙條為唯一底物,進(jìn)行富集、傳代,經(jīng)多次傳代培養(yǎng),選出兩組濾紙降解效果好,纖維素酶活高且代謝穩(wěn)定的自然復(fù)合菌系LS和W2。 LS的最佳發(fā)酵條件是:碳源為微晶纖維素粉,濃度為0.5%;氮源是蛋白胨,濃度為0.15%;溫度是30-37℃,pH值為7.0-7.5;NaCl濃度是0.1%, K~+、Al~(3+)能夠促進(jìn)LS對(duì)纖維素的降解,而Co~(2+)抑制LS對(duì)纖維素的降解。LS復(fù)合菌系在72h時(shí)纖維素酶活性最高,為1.21U;發(fā)酵結(jié)束后纖維素的降解率達(dá)到22.86%;乙酸含量為462.2ppm,丙酸含量為1574.3ppm,丁酸含量為377.3ppm;纖維素含量減少12%,半纖維素減少11%。 W2的最佳發(fā)酵條件是:碳源為微晶纖維素粉,濃度為1.0%;氮源是酵母粉,濃度為0.15%;pH值是7.0-8.0,溫度為30-37℃;NaCl濃度是0.1%;K~+、Mg~(2+)能促進(jìn)W2對(duì)纖維素的降解,Mn~(2+)抑制W2對(duì)纖維素的作用。W2培養(yǎng)72h時(shí)纖維素酶活性最大,酶活為1.23U,發(fā)酵結(jié)束后,纖維素的降解率達(dá)到23.38%;乙酸含量為410.1ppm,丁酸含量為313.6ppm,丙酸含量為1808.0ppm;纖維素含量減少14%,半纖維素含量減少13%。 將人工構(gòu)建的復(fù)合菌系和自然篩選的兩組復(fù)合菌系,進(jìn)行室內(nèi)秸稈產(chǎn)沼氣實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,添加菌劑的實(shí)驗(yàn)組產(chǎn)氣量和甲烷含量顯著高于不添加組,添加LS復(fù)合菌系的日均產(chǎn)氣量為96.1ml,添加W2的日均產(chǎn)氣量為98.4ml,添加人工復(fù)合菌系的日均產(chǎn)氣量為88.1ml,分別比對(duì)照提高了40.1%、43.44%、28.43%;添加LS、W2和人工復(fù)合菌系的甲烷含量最高為73.33%、74.14%、72.81%,是空白對(duì)照的1.07倍、1.09倍、1.06倍。
【學(xué)位授予單位】：河北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：S182;S216.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2742925