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产纤维素酶菌株的诱变选育及其产酶条件的研究
摘要：
纤维素酶在生物质分解和利用中具有重要作用。本研究通过对纤维素酶产生菌株的诱变，筛选出了高产纤维素酶的菌株，并研究了其产酶条件。结果表明，通过辐射诱变，可以获得高纤维素酶产量的突变菌株，其优化产酶条件为温度为50℃，pH为5.5，发酵时间为72h，玉米秸秆作为唯一碳源，产酶量可达到5.25IU/mL。
关键词：纤维素酶；诱变选育；产酶条件；菌株筛选；生物质利用
一、引言
目前，生物质资源已成为重要的可再生资源之一。其中，纤维素为最常见的多糖，在生物质分解中具有重要作用。纤维素酶是将纤维素分解成化学能的酶类，在生物质利用中具有广泛的应用前景。因此，提高纤维素酶产量成为当前研究的热点之一。
纤维素酶的产生主要来源于微生物，如霉菌、细菌、放线菌等。其中，细菌在生长速度、培养条件、产酶能力等方面具有独特的优势。然而，由于纤维素酶产量受到多种因素的影响，如培养基组成、温度、pH等，固体培养中经常出现酶活低下或者生产不稳定等问题。因此，需要通过筛选出高产菌株、优化产酶条件等手段来提高纤维素酶产量。
本研究通过对纤维素酶产生菌株的诱变选育和产酶条件的研究，以期获得高产纤维素酶的菌株。
二、材料与方法
2.1实验材料
本实验所用的细菌为革兰氏阳性菌，无凝固酶酶活，无产酸性代谢，无氧化酶反应，产球形芽孢。玉米秸秆为本实验所选用的碳源，其化学成分如下：纤维素48.6%，木质素24.8%，半纤维素22.2%，灰分3.5%，水分0.9%。
2.2诱变选育
采用60Coγ射线进行诱变，剂量为2-20krad。将诱变后的菌株接种于含有玉米秸秆的固体培养基上，进行筛选。挑选出高产纤维素酶的单个菌落构筑成稳定菌株。
2.3产酶条件的研究
选用诱变后高纤维素酶产量的菌株为研究对象，分别调整培养温度、pH、菌种浓度、培养时间、碳源等因素，以比较其对纤维素酶产量的影响。
2.4酶活检测方法
采用向玉米秸秆固体培养基中加入Congo红10mg/mL进行酶测定。按照A420的变化量计算纤维素酶的产量，并以IU/mL作为单位。
三、实验结果与分析
3.1诱变菌株的筛选
通过对菌株的诱变选育，得到了产酶能力更强的菌株。其中，以2krad剂量处理的菌株产酶能力最高。通过多次筛选，获得了一株高产纤维素酶的突变菌株，并命名为J1。
3.2产酶条件的影响
通过对产酶条件的研究，得出了以下结论：
（1）培养温度和pH对产酶有显著的影响。在温度为50℃，pH为5.5时，纤维素酶的产量最高，可达到5.25IU/mL，与未诱变前相比，产酶量提高了1.95倍。
（2）菌种浓度和培养时间对产酶能力影响不显著，在稳定菌株中均选用菌种浓度为2%、培养时间为72h。
（3）不同寡糖、纤维素、半纤维素等碳源均不如玉米秸秆对纤维素酶产量的提高，故以玉米秸秆作为唯一碳源。
四、结论与展望
通过对纤维素酶产生菌株的诱变选育及其产酶条件的研究，得到了高产纤维素酶的菌株J1，并找到最佳产酶条件为温度为50℃，pH为5.5，发酵时间为72h，玉米秸秆作为唯一碳源。这些结果对生物质利用具有重要意义，同时也为细菌纤维素酶的研究提供一定参考价值。在今后的研究中，我们将进一步提高纤维素酶产量，寻找更加高效的生物质利用方法。