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摘 要

本研究利用纤维素粉为唯一碳源，从南京工业大学校区里采集到的朽木及腐草中筛选到一株能够有效降解纤维素的菌株。通过形态学和16S rDNA分子鉴定得该菌株的种属类型，通过单因量变化，探究温度、PH、转速、接种量对产酶量的影响，以期得到高效解纤维素菌株。

通过筛选得到了一株具有高效降解纤维素能力的枯草芽孢杆菌，将其命名为Q-11，作为我们实验的研究对象。为有效提高Q-11菌株纤维素酶的产量，通过研究培养温度、PH、转速、接种量对Q-11菌株产酶的影响，进行发酵条件的优化，最后得出产酶最适发酵条件。实验表明，培养温度为31℃，PH值为6.0，转速在200r/min，接种量为9%时，该菌株产酶效率最高，其酶活为0.7223，比未被优化之前的酶活0.3831，高出46.96%。

本次实验研究的最终意义在于为降解作物秸秆提供产纤维素酶较为优秀的菌种，实现作物秸秆中纤维素的高效利用。

关键词：纤维素酶 筛选 发酵条件 Q-11 产酶

Screening，Identification of a Cellulase-producing Bacterium Strain and Its Enzyme-producing Conditions

Abstract

In this study, cellulose powder as the sole carbon source, collected from Nanjing University campus in the dead wood and decaying vegetation screened strain strain can effectively degrade cellulose. By morphological and molecular species type 16S rDNA of the strain was identified by a single variation due to explore the temperature, PH, speed, impact inoculation of enzyme production with a view to obtain efficient solutions cellulose strains.

 The strain Bacillus subtilis, which was named as Q-11, as our experimental study. In order to improve Q-11 strain of cellulase production, improve the efficiency of cellulase enzyme production by the influence of temperature, PH, speed, inoculation of Q-11 strain of enzyme production. The conclusion that the temperature of 31 ℃, PH value of 6.0, the speed at 200r / min, inoculation amount of 9% of the time this strain most efficient enzyme production, activity was 0.7223, compared with 0.3831 after not optimized activity was up 46.96%.

 The ultimate meaning of this experiment is to study the degradation of crop residues to provide excellent cellulase producing strains, to achieve efficient use of crop straw cellulose.

Keywords: Cellulase; Fermentation Conditions; Filter; Q-11; Enzyme production

目 录

摘 要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 文献综述 1

1.1纤维素的来源 1

1.2秸秆的综合利用及存在的问题 2

1.3纤维素酶及产纤维素酶微生物 2

1.3.1 纤维素酶的来源 3

1.3.2纤维素酶降解机理 4

1.3.3 纤维素酶的应用 4

1.3.4 纤维素酶的应用前景 5

1.4 本课题的研究意义 6

第二章 实验部分 7

2.1材料和试剂 7

2.1.1材料 7

2.1.2试剂 7

2.1.3仪器 7

2.1.4培养基 7

2.2试验方法 7

2.2.1 产纤维素酶的筛选和鉴定 7

2.2.2 纤维素酶活力测定 9

2.2.3 发酵条件优化 10

2.2.4 实验结果与分析 11

2.3发酵条件对产纤维素酶的影响 14

2.3.1 培养温度对产纤维素酶的影响 14

2.3.2 初始PH对产纤维素酶的影响 15

2.3.3 培养箱转速对产纤维素酶的影响 16

2.3.4接种量对产纤维素酶的影响 17

第三章 结论与展望 19

3.1 结论 19

3.2 展望 19

参考文献 20

致 谢 22

第一章 文献综述

1.1 纤维素的来源

纤维素是自然界中存在最广泛的一类碳水化合物，同时也是地球上数量最大的再生资源。通过植物的光合作用，地球上每年合成的植物总量约为1*10¹¹t，其中纤维素占了40%^[1]。随着世界粮食、饲料及能源短缺问题的日益严重，纤维素作为地球上分布最广、含量最丰富的碳源物质，其降解和利用越来越受到人们的重视。

纤维素在特定条件可被纤维素酶水解成葡萄糖，是地球上最丰富的可再生资源之一。纤维素酶是讲解纤维素最有效的生物催化剂^[2]。产生纤维素酶的生物种类相当广泛，主要集中在微生物中，如细菌、真菌、放线菌等。一般的，产纤维素酶的生物主要是微生物，一些产酶微生物还寄于动物体内。但是到目前为止发现不少种类的动物本身也可以产纤维素酶，其中一部分动物的产酶基因已被找到。

现在大多数秸秆中都含有较多的纤维素，可以为我们提供大量的实验材料，而且方便取材，节省时间。

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