光叶楮皮脱胶菌种的筛选

论文摘要

光叶楮（Broussonetia papyrifera）又名构树，为落叶乔木，速生阔叶材种，属桑科，构树属，是近年来选育制浆造纸的专用树种。本文对光叶楮韧皮脱胶及脱外皮的菌株进行了筛选，优化所筛优势菌的生长条件，探讨了生物脱胶制浆的工艺条件，研究了机械预处理对缩短生物制浆周期的影响，测定了脱胶酶系的酶活力，摸索了优势菌等离子诱变。通过初筛和复筛，从光叶楮韧皮沤液中分离出5株高产复合酶菌株。其中生长速度快、产高活力果胶酶和木聚糖酶的8#菌株被确定为生物制浆用菌种，该菌生长最适pH为6.5，最适温度为30℃。优势菌对光叶楮韧皮直接生物制浆的最佳工艺条件为：发酵液初始pH7.0，温度35℃，液比（料∶水＝W∶V）1∶20，接种量4%，添加0.1%尿素、2%玉米粉浸出液、0.1%K2HPO4，成浆时间为68h。由光叶楮韧皮直接生物法制浆酶活力分析得知：在发酵初期，果胶酶、半纤维素酶、纤维素酶活力都是随着时间的延长而升高，当发酵至36h，果胶酶活力达到峰值，为60.03U/mL，半纤维素酶在发酵至48h达到峰值，为37.79U/mL，峰值过后，果胶酶、半纤维素酶酶活力均随时间延长逐渐降低，整个发酵制浆期间，纤维素酶活力一直缓慢增加。经过机械预处理再进行生物制浆的成浆周期仅为34h，与直接生物脱胶制浆相比，机械预处理生物制浆的脱胶周期缩短了50%，成浆结果与直接生物脱胶制浆相近。两种工艺的果胶酶活力非常接近，分别为60.05U/mL和60.03U/mL，果胶酶活力峰值出现的时间都是36h。优势菌等离子诱变结果表明，在真空度0.05MPa，诱变3min的条件下，果胶酶活力达到了65.84U/mL，较诱变前提高了9.68%，制浆周期缩短2h。8#菌经16S rDNA鉴定属于芽孢杆菌属。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 韧皮纤维在造纸工业中的应用
• 1.2 光叶楮韧皮在制浆造纸中的应用
• 1.2.1 光叶楮简介
• 1.2.2 光叶楮特点
• 1.2.3 光叶楮韧皮的性质
• 1.2.4 研究及利用现状
• 1.2.5 开发前景
• 1.3 光叶楮韧皮制浆的工艺
• 1.3.1 化学法制浆
• 1.3.2 生物法制浆
• 1.3.3 生物制浆的方法
• 1.3.3.1 发酵浸渍法制浆
• 1.3.3.2 酶法制浆
• 1.4 韧皮纤维脱胶制浆的机理
• 1.4.1 果胶酶产生菌
• 1.4.2 果胶酶
• 1.4.3 主要外界因子对脱胶的影响
• 1.4.3.1 pH
• 1.4.3.2 温度
• 1.4.3.3 液比
• 1.4.3.4 时间
• 1.4.3.5 化学助剂
• 1.5 优势菌的等离子诱变及鉴定
• 1.5.1 等离子诱变机理
• 1.5.2 等离子诱变的生物学展望
• 1.5.3 利用分子生物学手段对优势菌进行鉴定
• 1.6 本论文的选题背景及主要研究内容
• 第二章 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 光叶楮皮
• 2.1.2 实验试剂
• 2.1.3 实验仪器
• 2.1.4 主要培养基及制备
• 2.1.4.1 分离培养基
• 2.1.4.2 固体斜面培养基
• 2.1.4.3 液体种子培养基
• 2.1.5 10%玉米粉浸出液的制备
• 2.1.6 复合氮源的的制备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 脱胶菌种的初筛
• 2.2.2 脱胶菌种的复筛
• 2.2.3 确定优势菌株生长的最适 pH、温度
• 2.2.4 确定优势菌株的培养时间
• 2.2.5 原料及浆料化学组分分析
• 2.2.6 生物脱胶制浆
• 2.2.6.1 脱胶条件
• 2.2.6.2 成浆终点的确定
• 2.2.6.3 制浆液的 pH 测定
• 2.2.7 脱胶酶活力的测定
• 2.2.7.1 标准曲线绘制
• 2.2.7.2 酶活力分析
• 2.2.8 光叶楮韧皮的机械预处理
• 2.2.9 优势菌的诱变
• 2.2.10 优势菌的鉴定
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 初筛
• 3.2 复筛
• 3.3 外界因子对优势菌生长繁殖的影响
• 3.3.1 pH 对优势菌生长繁殖的影响
• 3.3.2 温度对优势菌生长繁殖的影响
• 3.3.3 培养时间对优势菌生长繁殖的影响
• 3.4 光叶楮韧皮化学组分分析
• 3.5 制浆条件的研究
• 3.5.1 液比对制浆的影响
• 3.5.2 发酵液初始 pH 对制浆的影响
• 3.5.3 温度对制浆的影响
• 3.5.4 接种量对制浆的影响
• 3.5.5 碳源对制浆的影响
• 3.5.6 氮源对制浆的影响
• 3.5.7 K2HPO4对制浆的影响
• 3.5.8 不同产地的光叶楮韧皮生物制浆分析
• 3.5.9 光叶楮白皮生物制浆分析
• 3.6 脱胶酶系酶活力的测定
• 3.7 优势菌的等离子诱变
• 3.9 光叶楮韧皮化学组分在制浆过程中的变化
• 3.10 机械预处理对制浆的影响
• 3.11 优势菌的分子生物学鉴定
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 透明圈培养基
• 附录 B 光叶楮皮生物脱胶