分解纤维素菌种的筛选

分解纤维素菌种的筛选

张　功　峥　嵘

(内蒙古师范大学生物系)

摘　要:本文通过平皿分离、摇瓶培养

、固态发酵等步骤,从8种微生物中筛选出分解纤维素能力和蛋白质合成能力强的菌种——毛壳菌。

关键词:分解纤维素;菌种;筛选

我国每年的农作物秸杆如麦秸、稻草、玉米秸、高梁秸、豆秸等约8亿吨之多〔1〕。这些秸杆饲料中粗纤维的主要成份是木质素、纤维素、半纤维素和果胶物质,它们都属于家禽、家畜难以直接消化或消化率低的粗纤维物质〔2〕。

本研究的目的是筛选出不仅能分解纤维素,且可提高蛋白含量的菌种,利用简单、经济、可操作性强的微生物发酵技术,将纤维素物质转化成糖和蛋白质,提高秸杆的营养价值,开辟秸杆利用的新途径。

1　材料和方法111　材料

11112　供试秸杆:新鲜、无霉变晒干后的玉米秸杆

和小麦秸杆。

11112　供试菌种:部分由中科院微生物所菌种保藏

中心购得,另一部分由本实验室提供,包括:绿色木霉〔T richoderm a viride Pers .ex F r .〕、白地霉〔Geo trichum candidum L ink 〕、藤仓赤霉〔Gibberel 2la fu jiku ro i

(Ss w .)W o llenw 〕、球毛壳菌

〔Chaetom ium globo sum kunze ex Fx .〕

、紫孢侧耳〔P leu ro tu s sap idu s (Schu l 2.)Sacc 〕

、纤维单胞菌〔Cellu lom ono s 〕、黑曲霉〔A sp ergillu s n iger 〕、匍匐青霉〔Pen icillium decum ben s 〕

。11113　培养基:a 1平皿中培养基以羧甲基纤维素

钠(C M C —N a )代替查氏培养基中碳源蔗糖,其余配方不变;b 1摇瓶培养基:(N H 4)2SO 4215g ,KH 2PO 4015g ;K 2H PO 4014g ,M gSO 40105g ,玉米秸杆粉3g ,

麸皮2g ,水150m l ,pH 自然;C 1固态培养基:50g 干料中90%的粉碎的秸杆粉,10%麸皮,(N H 4)2SO 45g ,KH 2PO 41g ,K 2H PO 40.8g ,M gSO 40.1g ,水150m l 。其中供试秸杆有两种,即玉米和小麦

秸杆。2　方法211　平皿筛选

将平皿培养基倒入24个已灭菌的平皿,待凝固后,分别接入供试菌,每种菌接3个平皿,置于恒温培养箱30℃培养3～5天后,用刚果红染色,再用N aC l 稀溶液冲洗平板,能产生纤维素酶的菌落周围

会变成清晰的白色半透明圈。分别观察平皿菌落周围水解C M C —N a 半透明圈直径的大小,结果见表1。

212　摇瓶培养

将供试菌种从平皿培养基上挑取,分别接入8个摇瓶培养基内,在32℃,摇床振幅8c m ,转速190r m in ,连续发酵培养72小时。

表1　

半透明圈直径比较

单位:c m

绿色木霉藤仓赤霉白地霉球毛壳菌紫孢侧耳纤维单胞菌黑曲霉青霉

直径

211

114

115

210

214

112

113

214

213　固态浅层培养

接种量按固体培养料干重的10%,将每种供试菌摇瓶培养液接入2种已灭菌的固体培养料中,分别混匀后在浅盘中堆成4c m 厚,在31℃相对湿度90%条件下发酵5天。

214　发酵前后固体培养料的组分测定

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7内蒙古科技与经济 2000年文献版

IGBT交—直—交变频器的分析

刘友谊

(内蒙古电力学校)

摘　要:介绍一种开关电容振荡器和新型功率器件1GB T构成的交—直—交变频器。其特点是电压的频率和幅值变化范围宽,输出电压和电流为正弦波,电路结构简单易于控制。

关键词:绝缘型晶体管;变频器;振荡器

继SCR(Silicon Con tro lled R ectifier)后不断涌现出新型电力电子器件,且形成一个新型的电力电子器件大家族,其特点为集成化、高频化、全控化、电路弱电化、控制技术数字化及多功能化。当今各种脉冲调制电路、零电流、零电压谐振开关电路以及高频斩波电路,已成为现代电力电子技术的重要组成部分。这种新型电路主要作用是使零频率的直流量逆变成各种频率的交流量。我们已知的电压型和电流型PWM(P lu se W idth M odu lati on脉宽调制)变频器,主要用于异步电动机调速系统,它具有调速特性好,效率较高等优点。但对PWM电压型逆变压器来说,其输出电压为一系列脉冲波,含有许多高次谐波,而PWM电流型变频器的输出电流为阶梯方波,含有许多低次谐小波。这些谐波成分会使电机的损耗和噪声增加,并会产生谐波转矩波动使电机发热。为了减小输出电压、电流的谐波成分,PWM变频器靠增加脉冲波中的脉冲数来达到上述目的。但这样会使变频器主电路中的开关元件工作频率增高,产生较大尖锋电压,因此必须附加电路来扼制,这便增加了电路的复杂性。

针对PWM变频器存在谐波问题,下面将提出一种由新型的IGB T(In su lated Gate B i po lar T ran2 sisto r绝缘栅门极晶闸管)交—直—交变频器。IG2 B T是一种场效应与双极型晶体管的复合器件。它具有场效应管的速度快、损耗低、安全工作区宽、电压控制等优点,又具有双极型晶体管导通压降小、电流大等优点,是一种大功率器件,它综合了GTR、M O S和FET器件各自的优点,而应用范围广。

1　主电路

如图(1)所示为新型变频器的主电路。主电路主要由功率器件IGB T构成,二级管用来限制加在IGB T栅—射极间的反向电压。

分别测定2种固体培养料发酵前后粗纤维和粗蛋白含量,发酵前玉米秸杆固体培养料粗纤维含量为27186%,粗蛋白含量为7108%;小麦秸杆固体培养料粗纤维含量为26150%,粗蛋白含量为7186%。经过5天,8种不同微生物发酵后,2种固体培养料粗纤维和粗蛋白含量变化见表2和表3。

3　结果分析

据上述试验结果,不难看出,藤仓赤霉、白地霉、纤维单胞菌和黑曲霉对秸杆物质的降解率并不高,纤维素酶分泌量不大。虽然白地霉蛋白合成较强,但不能单独作为秸杆饲料发酵菌。绿色木霉和青霉虽然有较强的分解纤维物质能力,但菌丝布满培养料后不久便产生大量分生孢子,影响动物饲料的适口性。紫孢侧耳虽然降解纤维素物质能力最强,但发酵所需时间较长,增加生产成本。而球毛壳菌没有上述菌种的弊端,不失为秸杆饲料发酵的优选菌种之一。

表2　固态浅层发酵玉米秸杆料的粗纤维和粗蛋白含量(%)绿色木霉藤仓赤霉白地霉球毛壳菌紫孢侧耳纤维单孢菌黑曲霉青霉粗蛋白101591817182114141981101711918粗纤维22182419241722171919251324142313粗纤维降解率1811101611151814281591312131615 表3　固态浅层发酵小麦秸杆料的粗纤维和粗蛋白含量(%)绿色木霉藤仓赤霉白地霉球毛壳菌紫孢侧耳纤维单孢菌黑曲霉青霉粗蛋白8151011181118151519719816918粗纤维22112412231921162014241323192311粗纤维降解率1615817918181523118149151216

〔参考文献〕

〔1〕徐坚平、孔维等1微生物学报,1995,22(4)〔2〕陈华癸、樊庆笙1微生物学1农业出版社,1972, 249

〔3〕石晶瑜、张功1分解纤维素菌H T3的筛选及酶活力测定1内蒙古师大学报,1998,27(1),66～68收稿日期:2000年6月11日

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2000年文献版 内蒙古科技与经济