摘  要：从长期受到化学污染的土壤微环境中采集样品，通过富集培养和滤纸平板筛选分离出能够耐受离子液体并具有纤维素降解能力的菌株，再通过摇瓶发酵测定酶活力从中筛选出1株相对高活性的产纤维素酶菌株HY，经菌种鉴定为烟曲霉Aspergillus fumigatus。通过考察该菌株在离子液体中的耐受能力，发现该菌株在30%(w/v)浓度1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐([Emim][DMP]) 、氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑([Amim][Cl])和1-乙基-3-甲基咪唑硫酸甲酯盐([Emim][MA])中的最大酶活分别达到127%，111%和109%，比在缓冲溶液中提高了9%~27%，表现了它在高浓度离子液体中的优越水解性能。68617

毕业论文关 键 词：纤维素酶，离子液体，筛选，烟曲霉

Abstract：Samples collected from chemically polluted microhabitats were incubated for enrichment culture, and then strains capable of decomposing cellulose which can tolerate the ionic liquids were screened out with the filter paper plates. Enzyme activities of the strains were measured and one strain, relatively higher in cellulase-producing activity, was isolated as HY. The strain was identified as Aspergillus fumigatus. The maximum activity of the cellulase in 30% (w/v) ionic liquids (ILs) was detected in [Emim][DMP], [Amim][Cl] and [Emim][MA] as 127%, 111% and 109%, respectively, of its activity in buffer, suggesting its superior performance in high concentration ILs.

Keywords: cellulase, ionic liquids, screening, Aspergillus fumigatus

目   录

1 引言 4

2 材料和方法 5

2.1 材料 5

2.2 方法 6

3 结果与讨论 9

3.1 菌株的筛选 9

3.2 菌种的鉴定 10

3.3 纤维素酶在离子液体中的水解活力 11

结论 13

参考文献 14

致  谢 16

1 引言

纤维素不仅是地球上最丰富的有机物质，而且是地球上最丰富、最廉价、年产量巨大的可再生资源[1-4]。我国纤维素类可再生资源非常丰富，仅农作物秸秆每年就5.7×108 t[5]。然而大部分农作物秸秆都会在田间烧毁，既降低能源利用率又污染环境[6]。有限的化石燃料储备和全球气候变化，激发了人们寻找替代燃料的可再生生物能源的巨大兴趣。木质生物质富含丰富的纤维素，对于生产生物燃料和高值化学物质来说是一个潜在的有用原料来源。然而，由于其高度木质化和晶体结构，木质生物质通常难于进行有效的酶法水解。在传统酶解技术中酶与底物接触面积低是瓶颈问题。为了实现高效利用木质纤维素类生物质，不同的化学、物理和生物预处理方法已经被开发出来。然而，大多数预处理方法通常采用高压、高温或严酷的化学环境，并且不良副产品的形成也是一个相当大的问题。近年，离子液体开始被用于木质纤维素的预处理。研究证实从离子液体中重生的纤维素具有多孔和疏松的结构特性，从而更容易被纤维素酶所降解[7]。然而，在这类方法中，酶法水解工序发生在纤维素的重生之后，这就在整个工艺中引入了纤维素再生过程和重生纤维素的液固分离，从而增加总工艺成本。为了避免这个大规模的重生-分离过程，Kamiya等人提出了“原位糖化”的概念，将离子液体中纤维素的重生及后续的酶解过程整合到一个体系中[8]。研究表明，通过调整比率(N-ethyl-N-methylimidazolium diethyl phosphate/H2O=1：4, v / v)，超过50%的纤维素可以在24小时内被原位转化成还原糖。然而到目前为止，在该体系中纤维素水解为葡萄糖的效率还不够高，这主要是由于在离子液体体系中纤维素酶活性显著降低以及体系中纤维素依旧大量以固态存在所致。解决该问题的方法是实现离子液体中溶解态纤维素的原位酶解（即保持体系中纤维素以溶解状态存在）。但保证这种状态需要高浓度的离子液体的存在，这往往会导致纤维素酶的快速失活。因此，选择或开发一种新型纤维素酶在能够在高浓度的离子液体体系中保持高的活力具有重要的实际意义。论文网