木质素氧化酶系高产复合真菌培养体系构建

【目的】通过菌株初筛、单因素培养条件比较以及复合真菌培养体系下木质素氧化酶系酶活性的变化规律研究,获取最优产酶效率培养体系,为生物制浆预处理提供基础和科学依据。【方法】采集颐和园树木上的真菌子实体作为菌种来源,通过生长速度和愈创木酚培养基初筛得到生长快且漆酶活性高的白腐菌菌株,测定菌株木质素氧化酶系漆酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶的分泌规律。基于单因素试验探究不同碳源、氮源、pH、添加剂、金属离子、温度等条件对菌株分泌木质素氧化酶系的影响,根据产酶规律选择不同菌株构建1∶1复合真菌培养体系,分析其产酶规律和产酶效率。【结果】初筛得到1株生长快速、高漆酶活性的菌株,经鉴定为白腐菌粗毛栓孔菌(Trametes hirsute)。单因素试验结果显示,葡萄糖和酵母浸粉分别是T.hirsute产酶的最优碳源和氮源;单独添加Cu^(2+)的产酶效率优于同时添加Cu^(2+)和Mn^(2+),产酶量随金属离子浓度增大呈先升后降趋势,0.25 mmol·L^(-1)Cu^(2+)添加效果最佳;产酶量随温度升高也呈先升后降趋势,在38℃、pH=6.5且添加0.5 mmol·L^(-1)藜芦醇和0.5 mmol·L^(-1)对苯二胺条件下对T.hirsute产酶均有促进作用。在培养条件优化基础上,构建T.hirsute与密粘褶菌(Gloeophyllum trabeum)复合真菌培养体系,其产酶能力进一步提高,该体系的木质素氧化酶系3种酶最大总产酶量达1505.81 U·L^(-1),相比对照组提升约63.61%,其中漆酶活性相比对照组提高84.37%,且提前1天达到产酶峰值。【结论】通过初筛获取高漆酶活性白腐菌株T.hirsute,优化产酶条件可显著提升其木质素氧化酶系产酶量,在培养条件优化基础上构建的T.hirsute与G.trabeum复合真菌培养体系能够进一步提升其产酶能力,并促使漆酶提前1天达到产酶峰值,在生物预处理方面展现出巨大应用潜力。