纤维素热裂解过程中活性纤维素的生成和演变机理

在辐射加热闪速热裂解实验台上获取了一种可溶性的黄色固体中间产物,在两个不同辐射热流下其产量随着反应的进行均呈现升高-稳定-再升高的变化趋势.高效液相色谱分析发现,其主要成分包括低聚糖、葡萄糖、左旋葡聚糖、丙酮醛等.将其中的纤维二糖、纤维三糖等低聚糖,以及葡萄糖等单糖的混合物归为活性纤维素.在高热流下,活性纤维素的相对产量呈现先升后降的趋势,在可溶性产物中的含量可高达68%(w,质量分数),且聚合度较高的低聚糖占主导地位.在低热流下活性纤维素产量相对较低,最高达到约57%(w),更多地由聚合度较低的糖类组成.在高温下活性纤维素极不稳定,易降解生成聚合度更低的糖类,甚至焦炭、挥发份和气体产物.最后提出了一个改进的机理模型,描述了活性纤维素的生成和演变的反应路径.

纤维素热解过程中活性纤维素的生成研究

热重分析发现活性纤维素的生成始于530 K左右,对应于失重图上的肩部及SDTA曲线中强烈的放热峰。在辐射加热闪速热裂解试验台上获取了一种可溶于水、高温下易分解、室温下呈固态且稳定存在的黄色中间产物。扫描电镜图片证明在热裂解初期纤维素经历了一个熔化和相互粘结的状态,产物的红外谱图证实了大量的羰基和羧基官能团的生成。高效液相色谱分析证明其主要成分是一系列聚合度不同的低聚糖,推断该低聚糖即为活性纤维素。

冷活性纤维素酶性质研究

对海洋嗜冷菌MB1所产冷活性纤维素酶的性质进行了研究。该酶最适反应温度为35℃ ,0℃时残余酶活约为20% ,最适 pH值为6.0,在pH5～7.5范围内酶活均较高。该酶对热敏感 ,50℃保温2h ,残余酶活为15 % ;60℃时 ,酶完全失活。

生物活性纤维素复合体的研究 Ⅰ.微晶纤维素对聚合抗菌素的吸附

本文研究了微晶纤维素对聚合抗菌素—卡达波尔的吸附作用，探讨了初始浓度、时间和温度对吸附量的影响，通过对吸附速率常数和吸附等温线的分析，研究了吸附过程，并利用红外光谱和扫描电镜手段研究了复合体的形态结构．

奶牛饲喂高活性纤维素酶的效果观察

经过多年的试喂观察,高活性纤维素酶对奶牛的饲喂效果极佳.在奶牛瘤胃微生物群系结构正常的状态下,能以几倍的效率强化提高粗纤维和其它营养物质的酵解强度,提高原来状态下的消化吸收水平,增加结构营养物质和合成营养物质数量,自然降低饲料消耗水平,提高奶牛饲养经济效益.在奶牛瘤胃发生病理变化时。

新的生物活性纤维素纤维

通过在纺丝液中添加特殊的添加剂或用化学品处理纤维,可使人造纤维素纤维获得生物活性。兰精公司目前的新技术有可能使Tencel和粘胶纤维具有生物活性。用多糖“甲壳胺”纤维改性可以得到生物活性Tencel纤维。在粘胶纺丝液中加入特殊的树脂,可得到具有离子交换性能的纤维。用锌或银离子进一步处理这些纤维,将有可能使粘胶纤维具有生物活性。另外还讨论了纤维的性能、用纤维制成非织造布的可能性以及纤维在非织造布上的潜在应用。

不同土地利用类型对土壤纤维素酶活性及肥力因子的影响

为揭示不同土地利用类型对土壤纤维素酶活性(soil cellulase activity,SCA)和土壤肥力因子的影响,阐明土壤肥力因子与SCA之间的关系及影响,在黑龙江省海伦市,选择土地利用类型为旱地和有林地的土壤为研究对象,运用通径分析方法,阐明土壤肥力因子对SCA的正负效应。结果表明,有林地土壤的有机碳、全氮、全磷、含水率、SCA极显著高于旱地;旱地土壤的pH极显著高于有林地。相关性分析表明,旱地土壤SCA与有机碳、全氮含量呈显著负相关;有林地土壤SCA与有机碳含量和土壤含水率呈极显著正相关性,与全氮含量呈显著正相关。通径分析表明,土壤pH、全氮和含水率是直接显著影响旱地土壤SCA的重要因子,有机碳和全氮对SCA产生间接负效应;有机碳、全氮是决定有林地土壤SCA的主控因子。土壤肥力因子与SCA在旱地与有林地间存在极显著差异,旱地土壤肥力水平与SCA劣于有林地,说明该区域旱地存在长期高强度人为利用,导致旱地的养分状况发生退化,水分减少。

土壤中纤维素降解真菌的筛选及其纤维素酶活性的研究

通过对小麦/玉米秸秆还田土壤样品进行富集培养,利用刚果红纤维素培养基筛选得到产纤维素酶的真菌XJ-25,并对该菌株进行形态学观察和18S-ITS-5.8S区序列系统发育分析,初步鉴定为格孢腔菌属（Phaeosphaeria）,定名为Phaeosphaeria sp.XJ-25。在研究液体发酵培养基中碳源、氮源、培养时间、起始pH、培养温度、接种量以及通气量对菌株XJ-25的羧甲基纤维素酶（CMC）的酶活及滤纸酶（FPA）的酶活影响的基础上,利用响应面法对发酵条件进行优化。结果显示,CMC酶活达到最大的条件为玉米秸秆粉1.34 g·L^-1（麸皮0.16 g·L^-1）、尿素10.06 g·L^-1、培养基初始pH 3.25、接种量4.13%,CMC酶活达到23.871 U·mL^-1。FPA酶活最大的发酵最佳条件为玉米秸秆粉1.34 g·L^-1（麸皮0.16 g·L^-1）、尿素10.12 g·L^-1、培养基初始pH 3.41、接种量4.22%,FPA酶活为8.653 U·mL^-1。粗酶液的最适反应温度为50℃,酶液的热稳定较差,当温度超过40℃,该酶活力显著下降。最适反应pH为5,在pH 4-6的范围内酶活性较稳定。

啤酒糟对瘤胃发酵参数及纤维素酶活性的影响

本试验旨在研究饲粮中添加不同水平啤酒糟对瘤胃发酵参数及纤维素酶活性的影响。选取4只(40.0±2.5)kg装有永久性瘤胃瘘管的崂山奶山羊,采用4×4拉丁方设计,对照组饲喂基础饲粮,不添加啤酒糟;试验1、2和3组啤酒糟的添加水平分别为基础饲粮干物质的10%、15%和20%。测定24 h内瘤胃液pH、氨态氮(NH3-N)浓度、微生物蛋白产量、挥发性脂肪酸浓度及羧甲基纤维素酶、纤维二糖酶、微晶纤维素酶和木聚糖酶活性。结果表明:1)各组瘤胃液pH及NH3-N浓度均在正常范围内,试验2组微生物蛋白产量均值极显著高于对照组(P<0.01)。2)试验2组乙酸浓度均值极显著高于其他各组(P<0.01),总挥发性脂肪酸浓度均值极显著高于对照组(P<0.01),显著高于试验1组(P<0.05)。3)在纤维素酶活性方面,试验2组4种酶活性的均值均极显著高于对照组(P<0.01)。由此可见,本试验条件下,啤酒糟添加水平为15%最有利于瘤胃发酵且能有效提高纤维素酶活性。

氮沉降对杉木人工林土壤呼吸与土壤纤维素酶活性的影响

为研究森林土壤呼吸速率和纤维素酶活性对氮沉降增加的响应,以福建三明沙县官庄林场12年生杉木人工林为研究对象,设置了N0、N1、N2和N3四个水平,N沉降量以氮素计依次为0、60、120、240 kg.hm-2.a-1,对其林地土壤表层(0-20 cm)、中层(20-40 cm)和底层(40-60 cm)土壤进行了为期3 a的模拟氮沉降试验。结果表明:氮沉降抑制了林地表层土壤的呼吸作用,但明显促进了中层和底层土壤的呼吸作用。在N1、N2和N3处理下,林地表层土壤呼吸速率分别降低了28.34%、2.04%和15.31%,而中层土壤土壤呼吸速率分别增加了53.44%、62.22%和20.20%,底层土壤呼吸速率分别增加了117.46%、42.72%和72.86%。氮沉降在初始的2 a内使森林土壤纤维素酶活性提高,而在第3年,N1和N2处理对土壤纤维素酶活性的促进作用减弱,N3处理则显著降低了土壤纤维素酶活性。总体上看,经N1、N2处理后,土壤呼吸速率与土壤纤维素酶活性存在正相关性,而N3处理下两者的关系不显著。

镧、钕柠檬酸配合物对纤维素酶活性的影响及其机制的探讨

研究了不同稀土浓度的镧、钕柠檬酸配合物溶液对纤维素酶水解不同纤维素底物的活性的影响规律,并对其作用机制进行了分析。用沉淀法分别合成了镧、钕柠檬酸配合物;用EDTA络合滴定法分析了镧、钕在配合物中的含量;用红外光谱法对镧、钕柠檬酸配合物进行了表征;用DNS试剂法测定了不同稀土浓度的镧、钕柠檬酸配合物溶液对纤维素酶水解不同纤维素底物的酶活性。结果表明:柠檬酸中羧基脱去质子后与镧、钕离子配位,在合适浓度时,两个配合物对纤维素酶水解滤纸、羧甲基纤维素钠、纤维二糖的活性均有最大的激活作用,钕配合物的激活效果好于镧配合物。

不同贮藏条件下储良龙眼果实纤维素酶活性的变化

定期测定了储良龙眼(Longan chinensis Sonn.cv.chuliang)果实在不同贮藏条件下的纤维素酶活性,并探索其与果肉自溶的关系。结果表明:常温和丙烯处理后,随着贮藏时间的延长,果肉纤维素酶的活性逐渐增强,最大值分别出现在第4天和第5天,果肉自溶指数也随之增高,二者的变化趋势一致。4℃下贮藏1个月时,纤维素酶活性变化较小,始终保持在100μg/(mL.h)左右,此条件下贮藏的果实只在贮藏后期开始自溶,但在之后的货架期纤维素酶活性迅速升高,24 h就达150μg/(mL.h),自溶指数也迅速提高。

受淹玉米根内通气组织形成时纤维素酶活性超微细胞化学定位(英文)

采用本氏试剂与羟甲基纤维素水解还原糖反应的细胞化学方法，对玉米不定根淹水诱导形成通气组织过程中，逐步解体的皮层细胞内纤维素酶活性进行了定位观察。显示酶活性的沉淀颗粒首先出现在离根尖4mm的少数皮层细胞中，沿细胞壁分布；在离根尖5～6mm的皮层组织内，有沉淀颗粒的皮层细胞数量增多，而且沉淀颗粒的密度也显著增大，沉淀颗粒仍沿细胞壁均匀分布；在离根尖7—8mm皮层细胞内，沉淀颗粒尽管仍主要沿细胞壁分布，但由原来的均匀分布变为凝集态的不连续分布。在离根尖9mm的皮层细胞内，沉淀颗粒则以凝集态分布在细胞壁上。在离根尖10mm的皮层组织内，部分细胞的细胞质被完全消化，细胞壁也被明显降解，呈残余态。随着局部位置的皮层细胞完全消化，在离根尖11mm的皮层组织内开始形成通气组织。研究结果显示纤维素酶活性的表达与皮层细胞的细胞壁降解紧密相联，支持前人提出的纤维素酶参与了通气组织形成过程的假说。

松墨天牛纤维素酶的研究 Ⅲ.活体条件下金属离子对松墨天牛纤维素酶活性的影响

选用生产上较常用的Ag^＋、Na^＋、Ca^2＋、Cu^2＋、Mn^2＋、Pb^2＋、Zn^2＋、Fe^2＋共8种金属盐离子进行试验，研究其在活体条件下对松墨天牛纤维素酶3种组分（Cx酶、C1酶和β-葡萄糖苷酶）活性的影响。结果表明：处理24h后，Fe^2＋对纤维素酶有明显的激活作用，离子浓度为1、2mmol·L^-1时Cx酶分别增加4．35％和9．76％，而其余7种离子则抑制纤维素酶的活性，尤其Ag^＋、Cu^2＋和Pb^2＋抑制纤维素酶活性作用效果显著，低浓度时Cx酶分别下降35．20％、36．84％和32．49％；但处理7d后，参试的8种金属离子对该纤维素酶系表现为一致的抑制作用。随着离子浓度（0．1～50mmol·L^-1）的升高，金属离子的酶抑制效应加剧，Cu^2＋对Cx酶的抑制作用相应为30．56％～92．55％（短期效应）和25．32％～95．78％（长期效应）。虽然Ag^＋、Cu^2＋和Pb^2＋均有较好的抑制效果，但Cu^2＋的不可替代的优越性使其在农业生产上具有很好的应用前景。

不同氮源对瘤胃真菌产纤维素酶活性的影响

本试验通过体外模拟瘤胃内环境,利用取自崂山奶山羊瘤胃内的混合厌氧真菌为菌种,以花生蔓为发酵底物,通过添加等量不同氮源(菌糠、酵母膏、尿素、氯化铵、硫酸铵),并以羧甲基纤维素酶、木聚糖酶、β-葡萄糖苷酶的酶活性和发酵液p H值为监测指标,研究不同氮源对混合瘤胃厌氧真菌产纤维素酶活性的影响。结果表明,添加氮源试验组的纤维素酶活性明显高于不加氮源的对照组(P<0.05)。以氯化铵做氮源时3种纤维素酶活性均为最高,其木聚糖酶和β-葡萄糖苷酶最高酶活性显著高于其他试验组(P<0.05),羧甲基纤维素酶活性与硫酸铵组相比差异不显著(P>0.05),但显著高于另外3种氮源组(P<0.05)。各组p H值随着时间增长而逐渐下降,5种氮源组120 h的p H值下降值与对照组相比差异显著(P<0.05),其中以菌糠组下降最快。从试验结果可以看出,添加不同氮源对瘤胃厌氧真菌产纤维素酶活性及p H值有影响,以氯化铵做氮源时产酶活性最高。

日粮中添加鱼油和葵花油对肉牛瘤胃纤维素酶活性的影响

选用4头装有永久性瘤胃瘘管的中国鲁西黄牛,采用4×4拉丁方试验设计,研究日粮中不同水平鱼油和葵花油组合对瘤胃液中木聚糖酶、水杨苷酶和羧甲基纤维素酶活力的影响。试验处理为对照组、加油1(SF1,1%鱼油和3%葵花油)组、加油2(SF2,1.5%鱼油和2.5%葵花油)组、加油3(SF3,2%鱼油和2%葵花油)组。试验结果表明:与对照组比较,SF1组中木聚糖酶和羧甲基纤维素酶活性较低,但SF2和SF3处理中木聚糖酶、水杨苷酶活性较高。这表明高剂量的葵花油对木聚糖酶和羧甲基纤维素酶具有抑制作用,但鱼油有着增加木聚糖酶、水杨苷酶活性的作用。当牛采食试验日粮后,对照组、SF1组和SF2组中木聚糖酶、水杨苷酶活性迅速升高,而后降低;但SF3组纤维素酶活性先降低后升高。结论:高剂量鱼油增加木聚糖酶、水杨苷酶活性;高剂量的葵花油则抑制木聚糖酶和羧甲基纤维素酶活性。

超高压处理对蛹虫草汁纤维素酶活性的影响

为了明确超高压加工技术对纤维素酶活性的影响,分别研究了压力、保压时间、温度、乙醇体积分数、加压次数和pH值等对蛹虫草汁中纤维素酶的羧甲基纤维素酶活性（CMC）和滤纸酶活（FPA）的影响。结果表明,纤维素酶的最适压力、保压时间、温度、乙醇体积分数、pH值和加压次数分别为：400MPa、10min、35℃、30%,pH4.0~7.0,加压1次,在最适条件下,CMC酶活比处理前分别提高了82.07%、52.41%、87.22%、54.48%、67.52%和66.67%;FPA酶活比处理前分别提高了97.37%、61.4%、69.4%、61.4%、1.31%和33.91%。因此,利用超高压处理能有效提高蛹虫草汁中的纤维素酶活性。

山口红树林土壤芽孢杆菌多样性及纤维素酶活性筛选研究

为探究广西山口红树林保护区内土壤中芽孢杆菌的多样性,挖掘具有稳定性好、耐高温的纤维素酶活性菌株,本研究利用可培养技术和基于16S rRNA基因序列的系统发育树分析研究红树林土壤中可培养芽孢杆菌的多样性,并以羧甲基纤维素钠为唯一碳源,结合刚果红纤维素培养法、滤纸条崩解试验、纤维素酶活力测定法,对分离出的芽孢杆菌开展纤维素降解活性研究。结果表明,从红树林土壤中共分离出171株芽孢杆菌,隶属于4科12属40种,其中芽孢杆菌属为优势菌属;从中筛选出9株具有显著纤维素酶活性的芽孢杆菌,其中4株具有显著的热稳定性。广西山口红树林自然保护区内土壤中蕴含着十分丰富的可培养芽孢杆菌种类,且部分菌株呈现出显著的纤维素酶活性,具有较大的挖掘潜力。