一株新分离的云芝栓孔菌Z-1应用于木质素降解及染料脱色

木质素是一种非结晶性的复杂三维网状酚类高分子聚合物,被认为是木质纤维素生物质抗降解的天然屏障。探索并开发高效降解木质素的微生物资源已成为近些年来的研究焦点。本研究对新分离的一株具有潜在木质素降解能力的菌株Z-1开展了系列研究。首先通过形态学和系统发育分析将菌株Z-1鉴定为云芝栓孔菌Trametes versicolor。平板定性检测初步表明云芝栓孔菌T.versicolor Z-1具有较强的产过氧化物酶和漆酶能力。以木质素为唯一碳源时,T.versicolor Z-1对木质素的降解率和脱色率分别可达13.38%和26.43%。酶活检测分析表明该菌主要是通过分泌漆酶和锰过氧化物酶(manganese peroxidase,Mn P)降解木质素。利用傅里叶变换红外光谱(fourier transform-infrared spectroscopy,FT-IR)、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)及气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectroscopy,GC-MS)对云芝栓孔菌T.versicolor Z-1降解后木质素残渣结构以及代谢物的鉴定分析结果证实了该菌对木质素的强降解能力,并表明该菌对木质素的降解途径包括酚醚键的断裂、芳香环侧链氧化裂解以及芳香环开环反应等。此外,该菌还对多种芳香类染料展现出了强的脱色能力,其中对刚果红、孔雀石绿和考马斯亮蓝R-2503种染料的脱色率达到100%。本研究表明云芝栓孔菌T.versicolor Z-1具有应用于工业化木质素降解与芳香化合物类染料脱色的开发前景。

外源物质对灵芝多糖和β-葡聚糖发酵的影响

研究了14种外源物质(化合物)对灵芝细胞生长和发酵合成多糖和β-葡聚糖的影响。结果表明,连翘水提物(3g/L)对灵芝细胞生长具有显著促进作用;薏苡仁酯(3g/L)对灵芝胞内多糖和β-葡聚糖的合成均具有促进作用;而桔梗水提物、硝酸铈铵、硝酸镨、茉莉酸甲酯和硝普钠对灵芝细胞生长和产物合成均具有抑制作用。进一步通过Box-Behnken试验设计和响应面法分析,建立了添加薏苡仁酯发酵产β-葡聚糖的二次多项式模型,经分析得到产β-葡聚糖的最优条件为:薏苡仁酯添加量10.5g/L、接种量16%、添加时间第88小时、发酵初始pH 7.00。在此条件下获得β-葡聚糖的产量可达(40.67±8.43)mg/L,与未添加薏苡仁酯的对照组相比,提高了41.86%;多糖产量为(0.99±0.21)g/L,与对照组相比,提高了31.99%。结果提示所得添加薏苡仁酯的优化条件可定向诱导灵芝β-葡聚糖的合成,同时也表明在灵芝液体发酵体系中添加薏苡仁酯发酵产多糖和β-葡聚糖具有一定的实用价值。