棉花秸秆木质纤维素降解及其青贮复合菌系的筛选和协同机理研究

发布时间：2024-04-17 19:41

　　为推进我国新疆棉秆作为粗饲料利用的进程,缓解新疆饲草资源短缺,针对棉花秸秆降解方面的研究,首先对棉花秸秆的预处理进行优化,确定其最适预处理方法；其次筛选适宜棉花秸秆青贮的乳酸菌复合菌系和木质纤维素降解复合菌系。从青贮样品中、禾本科牧草中分离乳酸菌,利用16S rDNA和生理生化指标测定对乳酸菌株进行鉴定。采用PCR-DGGE技术对青贮复合系的稳定性和多样性进行分析；筛选降解棉花秸秆纤维素复合系,利用微生物分泌的纤维素复合酶加快木质纤维素分解,测定纤维素复合系的降解能力和酶活性,采用PCR-DGGE技术对木质纤维素降解复合菌系的稳定性和多样性进行分析。棉秆预处理和酶解,在碱与微波同时处理基础上添加绿色木霉处理失重率最高(18.90%),碱与微波同时处理后添加绿色木霉处理酶解率最好(31.84%)：硫酸处理糖化率最高(18.30%)；碱与微波同时处理后的棉杆经绿色木霉处理后葡萄糖得率最高(1.01%),预处理和酶解都能提高纤维素的降解率。青贮乳酸菌的鉴定结果,鉴定出了8种分别为地衣芽孢杆菌(Bacillus lichenniformis)、面包乳杆菌(Lactobacillus crust...

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 秸秆资源
        1.1.1 秸秆
        1.1.2 我国秸秆种类及产量
    1.2 秸秆降解预处理
        1.2.1 物理
        1.2.2 化学
        1.2.3 生物技术处理
    1.3 棉花秸秆的组成与结构
        1.3.1 纤维素
        1.3.2 半纤维素
        1.3.3 木质素
    1.4 棉花秸秆研究进展
        1.4.1 作为粗饲料
        1.4.2 还田
        1.4.3 燃烧发电
        1.4.4 气化
        1.4.5 液化处理
        1.4.6 固化处理
        1.4.7 用作基质
        1.4.8 制备活性炭
        1.4.9 制备高吸水性树脂
        1.4.10 设置滨海滩涂隔离层
        1.4.11 棉杆养虫
    1.5 纤维素酶
        1.5.1 种类
        1.5.2 结构
        1.5.3 纤维素酶的作用机理
        1.5.4 降解纤维素的菌
    1.6 木质素降解菌
    1.7 青贮微生物
        1.7.1 青贮的原理
        1.7.2 青贮的发展
        1.7.3 青贮微生物
    1.8 研究意义
    1.9 问题与展望
        1.9.1 问题
        1.9.2 展望
2 材料与方法
    2.1 材料
        2.1.1 白腐菌
        2.1.2 棉花秸秆
    2.2 方法
        2.2.1 复合菌系的筛选
        2.2.2 棉花秸秆预处理以及酶解
        2.2.3 微生物分离与鉴定
        2.2.4 复合系稳定性和多样性
        2.2.5 常规养分测定
        2.2.6 木质纤维素酶测定
        2.2.7 棉秆体外降解和体内降解
3 结果与分析
    3.1 棉秆预处理
        3.1.1 棉秆成分分析
        3.1.2 纤维素分解复合菌系的酶活力测定
        3.1.3 不同预处理对棉花木质素、纤维素和半纤维素的影响
        3.1.4 纤维素分解复合菌系酶对棉花秸秆的降解效果影响
        3.1.5 小结
    3.2 复合菌系的筛选及稳定性
        3.2.1 纤维素分解复合菌系的筛选
        3.2.2 青贮复合菌系筛选
        3.2.3 小结
    3.3 产纤维素酶发酵培养基的优化
        3.3.1 微生物降解不用棉秆酶活曲线变化
        3.3.2 单因素试验结果
        3.3.3 酸预处理棉秆微生物降解的正交试验结果
        3.3.4 小结
    3.4 非离子表面活性剂PEG对棉秆木质纤维素水解酶的影响
        3.4.1 不同聚合度表面活性剂对复合酶的影响
        3.4.2 不同表面活性剂对纤维素转化率和蛋白吸附率的影响
        3.4.3 表面活性剂对木质素和纤维素降解率的影响
        3.4.4 表面活性剂对复合酶动力学特征的影响
        3.4.5 小结
    3.5 微生物的分离鉴定
        3.5.1 乳酸菌的筛选与鉴定
        3.5.2 纤维素降解菌的筛选与鉴定
        3.5.3 小结
    3.6 纤维素降解菌系、白腐菌和青贮菌系的协同作用
        3.6.1 协同发酵对酶活性的影响
        3.6.2 对可溶性还原糖和乳酸的影响
        3.6.3 协同发酵对木质纤维素的影响
        3.6.4 协同发酵对粗蛋白含量的影响
        3.6.5 发酵棉秆的评价
        3.6.6 小结
4 讨论与结论
    4.1 讨论
        4.1.1 棉秆预处理
        4.1.2 复合菌系筛选
        4.1.3 产纤维素酶发酵培养基优化
        4.1.4 表面活性剂对木质纤维素酶活性的影响
        4.1.5 分离鉴定
        4.1.6 协同作用
    4.2 结论
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文



本文编号：3956835