【摘要】：新疆是棉花主產(chǎn)區(qū),棉秸稈生物質(zhì)較豐富的地區(qū),棉秸稈具有反芻動(dòng)物所需的基本營(yíng)養(yǎng)成分。然而,較高的木質(zhì)纖維素含量一直都是棉秸稈飼料化的重要限制因素。目前,利用真菌發(fā)酵棉秸稈降解木質(zhì)纖維素多應(yīng)用于有機(jī)基質(zhì)。因此,本研究通過(guò)選育飼料中可添加的纖維素降解菌黑曲霉,對(duì)其搖瓶和固態(tài)發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化,并對(duì)黑曲霉在棉秸稈固態(tài)發(fā)酵中的作用機(jī)理進(jìn)行初步探索,為利用真菌發(fā)酵棉秸稈飼料奠定良好的應(yīng)用理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:1.利用剛果紅羧甲基纖維素鈉培養(yǎng)基對(duì)6株黑曲霉進(jìn)行初篩,濾紙條崩解試驗(yàn)和酶活力的測(cè)定進(jìn)行復(fù)篩。結(jié)果表明黑曲霉HQYX產(chǎn)生透明圈最大,濾紙條降解效果最好,酶活相對(duì)最高。2.優(yōu)化產(chǎn)酶液體發(fā)酵條件。通過(guò)單因素試驗(yàn)研究了不同碳源、氮源、接種量等對(duì)黑曲霉HQYX在液體發(fā)酵中產(chǎn)纖維素酶的影響,利用雙指標(biāo)中心組合設(shè)計(jì)分析最優(yōu)發(fā)酵條件,最佳條件為:可溶性淀粉質(zhì)量濃度1.20 g/100mL,蛋白胨質(zhì)量濃度0.25 g/100mL,磷酸氫二鉀含量0.10 g/100mL,培養(yǎng)時(shí)間168 h,轉(zhuǎn)速170 r/min和接種量8%,其內(nèi)切葡聚糖酶活(CMCase酶活)達(dá)到435.45 U.mL~(-1),濾紙酶活(FPase酶活)達(dá)到183.66 U.mL~(-1)。將最佳條件下的菌液接入以棉秸稈為唯一碳源的固體培養(yǎng)基中,發(fā)酵30 d后,棉秸稈纖維素從40.5%降至30.6%,半纖維素11.9%降到7.7%,纖維素最高降解率為24.44%,半纖維素最高降解率為35.54%。3.分析在最佳固體發(fā)酵條件下不同發(fā)酵時(shí)期木質(zhì)纖維素降解酶系及木質(zhì)纖維素含量的變化,初步探討黑曲霉HQYX對(duì)棉秸稈發(fā)酵的作用機(jī)制。以粗纖維含量為指標(biāo),以棉秸稈與玉米粉質(zhì)量比、含水量和發(fā)酵時(shí)間為因素,通過(guò)Box-behnken組合設(shè)計(jì)優(yōu)化,確定最佳固體發(fā)酵條件為:棉秸稈與玉米粉的質(zhì)量比為5:1,含水量65%,接種量8%。此條件下對(duì)其黑曲霉的木質(zhì)纖維素降解酶系進(jìn)行測(cè)定,其中產(chǎn)生了較高的木聚糖酶(Xylase)(2803.33 U.mL~(-1))、CMCase(282.01U.mL~(-1))、FPase(462.63 U.mL~(-1))和漆酶(Lac)(81.94 U.mL~(-1)),較低的錳過(guò)氧化物酶(Mnp)(16.84 U.mL~(-1))和木質(zhì)素氧化酶(Lip)(約0.50~1.00 U.mL~(-1)),對(duì)棉秸稈木質(zhì)纖維素成分進(jìn)行測(cè)定,其纖維素從40.10%降至28.50%,11.76%降至7.90%,木質(zhì)素從15.59%降至11.58%;纖維素降解率在第60 d到達(dá)最高為28.50%;半纖維素降解率在第40 d到達(dá)最高為32.89%;木質(zhì)素降解率在第60 d到達(dá)最高為25.68%。4.棉秸稈經(jīng)復(fù)合菌系分段發(fā)酵,通過(guò)感官評(píng)分進(jìn)行評(píng)定,大部分試驗(yàn)組屬于優(yōu)等飼料;對(duì)照組pH值最高為6.8,顯著高于其他試驗(yàn)組,試驗(yàn)組13(黑曲霉+干酪乳桿菌+地衣芽孢桿菌)pH最低為3.68。試驗(yàn)組13干物質(zhì)含量最高為27.01%,粗蛋白含量最高為26.0%,棉酚含量降到最低為16.4 mg.kg~(-1)。
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S816.7
【圖文】：

壁中含有木質(zhì)素、纖維素及半纖維素，其三種成分使纖維素難以接觸酶類物質(zhì)，從而限制了纖維素的內(nèi)部物質(zhì)難以利用[10-11]。除此之外，棉秸稈表面其了限制，因此想要更好降解棉秸稈，必須充分了解萄糖單體形成，纖維素分子內(nèi)由氫鍵相連接，使。纖維素與木質(zhì)素纏繞連接，覆蓋在纖維素表面上牢固的結(jié)構(gòu)。三者嚴(yán)密結(jié)合，多種鍵共存，形成了素本身就是帶有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的堅(jiān)硬物質(zhì)。木質(zhì)素再結(jié)構(gòu)，增加抗壓能力和抗酶解能力[16-18]。目前，一就是棉秸稈不同于其他秸稈有著較高含量的木質(zhì)

接種量的交互作用對(duì)綜合酶活力影響顯著。利用 Design-Expert 軟件，對(duì)方程式進(jìn)行分析和優(yōu)化，淀粉質(zhì)量濃度、蛋白胨質(zhì)量濃度，轉(zhuǎn)速和接種量的最優(yōu)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)編碼值為 X1，X2，X5，X7（0.42，-1.00，0.99，0.38），即淀粉質(zhì)量濃度為 1.21g/100mL，蛋白胨質(zhì)量濃度 0.25 g/100mL，轉(zhuǎn)速 169.8 r/min，接種量 7.76%。此方程綜合評(píng)分的最大預(yù)測(cè)值為 100.004。但是考慮實(shí)際限制，修正為淀粉質(zhì)量濃度 1.20 g/100mL，蛋白胨質(zhì)量濃度 0.25 g/mL，轉(zhuǎn)速 170 r/min，接種量 8%。

圖 4-2 棉秸稈與玉米粉質(zhì)量比和含水量交互作用圖Fig4-2 Carbon-nitrogen ratio and water content interaction diagram圖 4-3 接種量和含水量交互作用圖Fig4-3 Inoculation amount and water content interaction diagram4.3.3 棉稈成分測(cè)定未處理的棉秸稈中木質(zhì)素，纖維素和半纖維素的原始含量分別為 15.59％，

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉晶晶;宋成潔;劉晉歡;溫博婷;王小芬;袁旭峰;崔宗均;;乳酸菌復(fù)合系SFC-2發(fā)酵液對(duì)秸稈飼料的抑菌作用[J];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2015年04期

2 尚婷婷;李全宏;鄧尚貴;;高效降解纖維素菌系的篩選分離及復(fù)合菌系的構(gòu)建[J];中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào);2014年31期

3 劉東陽(yáng);王蒙蒙;馬磊;趙政;邱強(qiáng);沈其榮;;高效纖維素分解菌的分離篩選及其分解纖維素研究[J];南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2014年06期

4 李興蓮;;巴州棉花秸稈飼用模式及現(xiàn)狀分析[J];新疆畜牧業(yè);2014年10期

5 曹雨莉;劉瑞芳;蘇利紅;;應(yīng)用高效液相色譜法測(cè)定青貯飼料中有機(jī)酸含量的研究[J];黑龍江畜牧獸醫(yī);2013年21期

6 王芳;倪輝;蔡慧農(nóng);楊遠(yuǎn)帆;李利君;肖安風(fēng);;茶葉梗固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)單寧酶的響應(yīng)面法優(yōu)化[J];中國(guó)食品學(xué)報(bào);2013年03期

7 劉松;李祝;周禮紅;葛永怡;劉吳娟;張傳萍;;響應(yīng)面法優(yōu)化黑曲霉產(chǎn)纖維素酶的發(fā)酵條件[J];食品科學(xué);2013年17期

8 王華;許紅霞;周大云;楊偉華;杜雙奎;;不同預(yù)處理棉花秸稈結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的比較[J];中國(guó)棉花;2012年10期

9 王敏;周平發(fā);謝志恒;崔細(xì)鵬;史寶軍;;固體發(fā)酵復(fù)合酶制劑對(duì)肉鴨的應(yīng)用研究[J];飼料研究;2011年11期

10 吳發(fā)遠(yuǎn);;康氏木霉固體發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶條件的研究[J];中國(guó)西部科技;2011年23期

本文編號(hào)：2763935