苎麻高效非纤维降解菌的筛选鉴定及脱胶工艺研究

论文摘要

苎麻被称为“中国草”,苎麻纤维有“纤维之王”的美誉,是我国的重要的天然纤维资源,作为高档纺织原料畅销世界各地。然而,苎麻纤维中含有大量的非纤维类胶质成分,不能直接用于纺织,因此首先需要对苎麻纤维进行脱胶。传统的自然脱胶方法耗时长,效率低；目前广泛采用的化学法脱胶污染大、耗能高,且有损纤维,难以得到高品质的苎麻可纺纤维。近年来,生物脱胶法成为人们广泛研究的对象。本试验以苎麻非纤维类胶质成分为靶目标,从自然界中分离筛选高效降解菌株,以提取苎麻可纺纤维。通过试验得到如下结果：1.苎麻非纤维高效降解菌的筛选及鉴定本实验室通过长期的摸索实验,通过自创的苎麻非纤维高效降解菌的分离筛选模型,从自然界中分离筛选到13株高效降解菌株,对其进行产酶性能测定,并结合最终的脱胶效果,发现菌株B6及菌株M7,可高产果胶酶和木聚糖酶,并且纤维素酶活性较低,经传代后依然表现稳定,为优良脱胶菌株。对两菌株进行形态学、生理生化及分子生物学方面的鉴定实验,经分析后可初步确定B6菌株为腊样芽孢杆菌(Bacillus cereus),M7菌株为半知菌亚门中的缓生青霉(Penicillium. tardum.Thom).2.菌株产酶条件及脱胶工艺优化采用单因素轮换法及缺失法对两菌株的产酶条件进行优化,发现两菌株均可以苎麻原麻的非纤维类胶质成分为营养源进行生长繁殖,在脱胶过程中B6菌株的发酵液中添加0.5‰的MgS04·7H2O做为生长因子,而M7菌株只需添加0.7%o的K2HP04以调整菌株对溶液酸碱度的平衡要求,即可达到较好的脱胶效果。通过对影响两菌株脱胶效果的因素分析及测定,采用二次正交旋转组合设计,建立数学模型进行优化,最终得到脱胶工艺的最佳实验方案为：B6菌株：脱胶时间50.2h,脱胶温度32℃, pH 6.4,接种量7.68%,料水比1：25M7菌株：脱胶时间59.2h,脱胶温度28℃, pH 7.0,接种量13.2%,料水比1：33通过验证试验,得到最终的残胶率分别为10.24%与10.99%,纤维质量较好。并且两菌株工艺条件相近,为进一步的联合脱胶实验提供了可能。3.菌株联合脱胶及开放型小试根据两菌株的生长特性,产酶性能及所需脱胶工艺条件,设计联合脱胶实验,在静止摇瓶发酵的条件下,得出采用先接霉菌M7,发酵脱胶30h后再接细菌B6的实验方案,可达最佳脱胶效果。并以此模拟的自然条件下的小型工业化沤麻,为两菌株直接联合脱胶在苎麻工业脱胶中应的用可行性奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 苎麻应用分析
• 1.1.1 苎麻纤维
• 1.1.2 苎麻胶质的组分及其含量
• 1.2 苎麻脱胶工艺研究现状
• 1.2.1 物理脱胶工艺
• 1.2.2 化学脱胶工艺
• 1.2.3 生物脱胶工艺
• 1.3 苎麻生物脱胶菌的研究
• 1.3.1 苎麻脱胶酶系的研究
• 1.3.2 苎麻微生物脱胶菌株的研究
• 1.4 本课题简介
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 主要研究内容
• 1.4.3 研究思路与技术路线
• 第二章 苎麻高效非纤维降解菌的分离筛选
• 2.1 前言
• 2.2 材料
• 2.2.1 苎麻
• 2.2.2 主要试剂
• 2.2.3 培养基
• 2.3 方法
• 2.3.1 取样
• 2.3.2 材料处理
• 2.3.3 富集培养
• 2.3.4 分离纯化
• 2.3.5 初筛
• 2.3.6 复筛
• 2.3.7 酶液的制备
• 2.3.8 DNS试剂的配制
• 2.3.9 标准曲线的制作
• 2.3.10 酶活力的测定
• 2.4 结果与分析
• 2.4.1 菌株富集及分离纯化结果
• 2.4.2 菌株初筛结果
• 2.4.3 菌株复筛结果
• 2.4.4 酶活测定标准曲线
• 2.4.5 酶活力测定结果
• 2.4.6 各菌株产酶分析
• 2.4.7 各菌株脱胶效果比较
• 2.5 小结
• 第三章 苎麻高效非纤维降解菌株的鉴定
• 3.1 前言
• 3.2 材料
• 3.2.1 菌株
• 3.2.2 试剂及培养基
• 3.2.3 主要仪器
• 3.2.4 引物
• 3.3 方法
• 3.3.1 细菌B6的鉴定方法
• 3.3.2 霉菌M7的鉴定方法
• 3.4 结果与分析
• 3.4.1 菌株B6的鉴定结果与分析
• 3.4.2 霉菌M7菌株的鉴定结果与分析
• 3.5 小结
• 第四章 苎麻高效非纤维降解菌株产酶条件及脱胶工艺条件优化
• 4.1 前言
• 4.2 材料
• 4.3 方法
• 4.3.1 产酶条件测定方法
• 4.3.2 脱胶工艺条件测定方法
• 4.3.3 验证实验
• 4.4 结果与分析
• 4.4.1 产酶条件测定结果与分析
• 4.4.2 脱胶工艺条件测定结果与分析
• 4.4.3 验证实验结果
• 4.5 小结
• 第五章 菌株联合脱胶研究与开放性试验
• 5.1 前言
• 5.2 材料
• 5.2.1 供试菌株
• 5.2.2 实验材料
• 5.3 方法
• 5.3.1 菌株联合脱胶实验
• 5.3.2 开放性小试
• 5.4 结果与分析
• 5.4.1 菌株联合脱胶实验结果与分析
• 5.4.2 开放性小试结果与分析
• 5.5 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介
• 在校期间论文发表情况表