耐高温纤维素降解菌分离筛选及其复合菌剂用于制取生化黄腐酸有机肥工艺研究

发布时间：2020-02-01 11:40

【摘要】：纤维素是一类在自然界中广泛存在的可生物降解、可再生的有机高分子化合物。工农业有机废弃物中含有大量因处于结晶状态而难以水解利用的纤维素,有效开发及利用纤维素资源具有重要的现实意义。本研究从高温堆肥堆体样品中分离筛选耐高温纤维素高效降解菌,对其纤维素酶发酵培养基和发酵条件进行优化,与绿色木霉等多种堆肥发酵菌复配成复合菌剂,并对用该菌剂发酵白酒糟等物料制取含生化黄腐酸有机肥的工艺进行了初步优化。采集鹤山市新的生物制品有限公司鸡粪蘑菇渣高温堆肥堆体物料样品,在50℃条件下采用滤纸富集培养基进行富集培养,用刚果红纤维素培养基进行分离纯化,初步得到110个具有纤维素降解能力的菌株。经过初筛和复筛,最终筛选到1株能够在50℃生长良好、高效降解纤维素的细菌菌株XD-3。在50℃培养48h,其发酵液羧甲基纤维素酶(CMCase)活力为6.14±0.37 U/m L。综合形态特征、生理生化特性和基于16S r RNA基因序列的系统发育分析结果,表明菌株XD-3属于芽孢杆菌属(Bacillus),与该属的解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)系统发育关系最为密切,序列相似性高达99.8%,且在系统进化树上聚在一起,因此菌株XD-3初步鉴定为解淀粉芽孢杆菌一个菌株。以羧甲基纤维素酶(CMCase)活力为指标,通过单因子实验和正交试验,考察了发酵培养基的碳源和氮源组成,以及起始p H值、培养温度和发酵时间等发酵条件对菌株XD-3产纤维素酶能力的影响,得到了菌株XD-3产纤维素酶的优化培养配方和培养条件为:可溶性淀粉5g,玉米浆4g,酵母粉0.5g,硫酸铵2.0g,磷酸二氢钾4.0g,氯化钙0.3g,硫酸镁0.3g,水1000m L,初始p H值6.5,培养温度40℃,发酵时间48h。优化后,发酵液中的CMCase活力高达48.27±2.93 U/m L,较发酵初始培养基在相同条件下发酵提高5.8倍。用本研究分离的耐高温纤维素分解菌XD-3,与鹤山市新的生物制品有限公司有机肥生产中使用发酵菌种(枯草芽孢杆菌HD-5、酿酒酵母HD-3和绿色木霉HD-2)复配成复合菌剂,以白酒糟蘑菇渣混合料(6:4)为原料,采用通过高温好氧堆体发酵试验,以物料发酵产物中的生化黄腐酸含量作为判定标准,来确定复合菌剂最佳复配比例,得到了菌株XD-3、HD-5、HD-3和HD-2复合菌剂的最佳菌粉比例为2:2:1:1。通过单因素试验,对使用该复合菌剂采用好氧-厌氧二级固体发酵制取含生化黄腐酸有机肥的工艺进行初步研究,确定了好氧和厌氧阶段优化发酵工艺参数:好氧发酵阶段,初始物料组成为白酒糟60%、蘑菇渣40%,物料初始含水量55%,物料初始p H 6,复合菌剂接种量为5%,发酵5d。厌氧发酵阶段:好氧发酵发酵熟料中尿素、磷酸二氢钾和废糖蜜最佳添加量为2%、1.5%和15%,发酵基质含水量保持为55%,发酵时间为10d。按照此优化的好氧-厌氧二级固体堆体发酵工艺,得到的有机肥料的肥效成分为的腐殖质32.31%(干重)、腐殖酸7.8%(干重)和生化黄腐酸23.4%(干重)。
【图文】：

图 1-1 C1-CX 假说基本模式Figure 1-1 The basic model of C1-CXhypothesis②协同理论协同理论目前被大多数学者所普遍接受[17]，其基本模式如图 1-2[18-19]。

图 1-2 协同理论基本模式Figure 1-2 The basic model of Synergy theory多步骤学说oughlan 提出了结晶纤维素降解的多步骤学说（Multisteps）[20-21]，，其 1-3。
【学位授予单位】：吉首大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ920.6;TQ446

【参考文献】

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本文编号：2575383