提高玉米秸秆饲料化品质的食用菌筛选

为改善玉米秸秆加工制备的粗饲料其营养价值低且适口性差等问题,提高玉米秸秆饲料品质,本研究基于ITS条形码进行分类学鉴定的8株食用菌(S1~S8),以玉米秸秆为唯一碳源进行生物发酵培养,通过秸秆中木质纤维素的降解率、粗脂肪和粗蛋白质含量等比对筛选适合于玉米秸秆饲料化的菌株。研究结果表明:S4糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)降解纤维素和木质素的能力最强,达到47.31%和71.39%。S1斑玉蕈(Hypsizygus marmoreus)对半纤维素的降解能力最好,为61.91%。S2肺形侧耳(Pleurotus pulmonarius)粗蛋白质含量提高效果最好,达145%,饲料占比达12.48%。S1斑玉蕈粗脂肪含量提升效果最好,达495%,饲料占比达8.57%。

木腐真菌共培养对玉米秸秆木质素降解率的影响

试验旨在使用木腐真菌共培养预处理提高木质素酶产量,促进木质素降解,提高生物质资源利用率。试验选用3种木腐真菌进行共培养预处理玉米秸秆,比较其木质素酶产量和对玉米秸秆的降解效率。结果显示,在第20 d,3种木腐真菌共培养预处理玉米秸秆锰过氧化物酶活性显著高于单一木腐真菌(P<0.05);白囊耙齿菌和红缘拟层孔菌共培养玉米秸秆锰过氧化物酶活为933.82 U/L,是红缘拟层孔菌单独预处理的3.11倍。一色齿毛菌和白囊耙齿菌共培养以及白囊耙齿菌和红缘拟层孔菌共培养预处理玉米秸秆显示出对产漆酶的抑制作用。红外光谱分析、木质素含量测定和扫描电镜照片显示,一色齿毛菌和红缘拟层孔菌共培养预处理玉米秸秆40 d时,特征峰变化最明显,木质素降解率最高,达到45.75%,玉米秸秆表面破坏严重。研究表明,在一定培养时间,不同木腐真菌共培养预处理玉米秸秆相对于单一木腐真菌预处理,可以显著提高锰过氧化物酶的产量,显著提高木质素的降解率,但木质素酶酶活并不与木质素的降解率完全一致。

真菌固态载体预处理对不灭菌玉米秸秆降解的影响

采用云芝变色栓菌（Trametes versicolor）、色精木霉菌（Trichoderma chromospermum）、深绿木霉菌（Trichoderma atroviride）和云芝变色栓菌分别与色精木霉菌、深绿木霉菌的混合菌对干黄玉米秸秆进行真菌预处理。结果显示,真菌预处理不灭菌秸秆30 d后,木质纤维素的降解率几乎可以忽略,在不灭菌的环境中,接入的真菌对秸秆本身附着的微生物群落不能形成竞争优势,造成较低的木质素降解率。而云芝变色栓菌、色精木霉菌、深绿木霉菌以及云芝变色栓菌分别与色精木霉菌、深绿木霉菌的混合菌对灭菌秸秆预处理30 d后,木质素的降解率分别为34.0%、38.1%、38.1%、39.1%及40.3%。为降低秸秆的灭菌成本,将真菌预处理30 d后的灭菌秸秆作为真菌固态载体与不灭菌秸秆按照1∶9、1∶4及1∶1的干质量比混合培养30 d,结果显示,采用云芝变色栓菌分别与色精木霉菌和深绿木霉菌的混合菌固态载体预处理不灭菌秸秆,木质素降解率可达到30%~40%。因而,真菌固态载体可以较好地适应非灭菌环境并对秸秆中的木质素进行有效降解,是一种有效降低过程成本的预处理手段。

黄孢原毛平革菌对玉米秸秆木质素的降解研究

农作物秸秆还田是目前合理利用秸秆资源的有效方法之一,但不经预处理直接还田存在着许多不足之处.笔者通过分析玉米秸秆在黄孢原毛平革菌处理条件下木质素的降解情况,筛选出黄孢原毛平革菌对玉米秸秆木质素降解的最佳粒度与时间,为今后经济高效的还田产业提供理论基础.研究结果表明,黄孢原毛平革菌对大粒度的玉米秸秆（4-5和1-3 cm）较小粒度（0.5 cm）的降解效果好.在动态降解过程中,玉米秸秆的降解速率出现了两个高峰期,但不同粒度高峰期出现的时间略有不同.3种粒度的玉米秸秆分别在接菌35,40和35 d后累计降解率达到最大,其值分别为21.6%,35.6%和45.2%.综合比较,粒度为4-5 cm的玉米秸秆接种黄孢原毛平革菌35 d后,玉米秸秆达到最佳降解效果.

玉米秸秆纤维降解的预处理工艺条件筛选

为解决玉米秸秆在发酵中难降解的问题,以玉米秸秆为试验原料,通过物理-化学、物理-生物和物理-化学-生物3种方法对秸秆进行预处理,考察秸秆中纤维素、半纤维素、木质素含量,探讨各种预处理方法对玉米秸秆的降解效果。结果表明:添加10%NaOH溶液后加入绿秸灵的处理方式秸秆半纤维素的降解效果较好,降解率为32.98%;添加混合菌的处理方式秸秆纤维素的降解效果较好,降解率为51.46%;添加8%NaOH溶液后加入绿秸灵和添加10%NaOH溶液后加入绿色木霉的处理方式秸秆木质素的降解效果较好,降解率为39.28%。3种预处理方法对玉米秸秆中半纤维素、纤维素有显著影响,对木质素的降解影响不显著。3种预处理方法对玉米秸秆中不同组分降解率的影响大小顺序为:纤维素、半纤维素、木质素。

不同预处理对秸秆木质纤维组分特性的影响

为研究沼液、组合碱和白腐菌3种不同预处理方式对玉米秸秆纤维组分(纤维素、半纤维素和木质素)含量及晶体结构的影响,分别将沼液与玉米秸秆按5∶2的比例混合预处理5d,组合碱(氢氧化钠和氢氧化钙质量比是2∶1)按1∶5的固液比例添加预处理5d,白腐菌按5%比例添加预处理10d。采用范式(Van Soest)纤维测定法、傅里叶变化红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)对预处理前后的玉米秸秆纤维结构变化进行研究。结果表明:经3种方式预处理后玉米秸秆的纤维组分含量均降低,其中组合碱预处理后玉米秸秆木质素结构的破坏程度比沼液和白腐菌预处理更加显著,有利于促进纤维素的转化,木质素含量分别下降7.73%、16.79%和6.92%;不同预处理后玉米秸秆纤维素的结晶结构均出现不同程度破坏,结晶度分别下降9.3%、12.4%和10.9%,其中组合碱预处理的结晶度下降最大,更加有利于增加纤维素酶的可及度,提高纤维素的水解效率;FTIR的分析结果表明,组合碱预处理对玉米秸秆纤维组分的结构破坏程度最大。本研究可为更高效、合理调控秸秆沼气工程预处理提供理论基础。

玉米秸秆预处理研究

研究了秸秆粉碎后经过稀酸、稀碱和氨水3种预处理方式对玉米秸秆的影响;考查了预处理后秸秆的纤维素比例、糖转化率及对设备要求和环境污染等因素。研究表明:每种预处理对玉米秸秆的利用都有不同的影响,最终选择以质量分数4%H_2SO_4作为最佳预处理方式,此时的纤维素比例为65.1%,糖转化率达到47.8%。

混合菌种对玉米秸秆降解作用的效果研究

为使秸秆更好的降解和利用,提高其生物降解效果,采用菌株S和菌株SN混合发酵处理玉米秸秆,结果表明:菌株S和菌株SN混合在同一个PDA平板上相互融合生长,菌落间无明显对峙状态,说明二者无拮抗现象。通过采用混合菌种对玉米秸秆在最优降解条件下的降解试验表明:混合菌种对玉米秸秆降解效果在25d时,达到53.2%,比出发菌株S木质素的降解率(50.73%)提高了4.87%,比出发菌株SN木质素降解率(47.6%)提高了11.76%,研究结果证明混合菌种的发酵效果要明显优于单一菌种的发酵。

促进玉米秸秆酶解效率的化学预处理方法比较

分别用八种化学方法对玉米秸秆进行预处理,将预处理后的试样用纤维素酶在最优条件下催化水解,初步比较了不同的化学方法在促进玉米秸秆酶解糖化方面的效果。通过比较各试样酶解后产糖量大小,得到最佳的预处理方案:采用0.176%(m/V)NaOH及0.9%(V/V)H2O2混合液在常温下按固液比1∶50振荡作用24 h,即在纤维素酶用量为50 FPU/g时,产糖量可从0.055 g/g提升到0.333 g/g,提高了83.51%;此时的木质素降解量亦为最大,达到了49.8%,此结果表明木质素的降解有利于纤维素酶敏感性的提高。

木质素填充改性SBS弹性体的热氧老化性能

采用溶液浇铸的方法制备了玉米秸秆木质素填充改性的苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物(SBS)材料。利用力学性能测试、动态力学分析、傅里叶变换红外光谱及X射线光电能谱等方法研究了木质素填充改性对SBS热氧老化性能的影响。力学性能测试结果表明,与未改性的SBS弹性体相比,在相同的热氧老化时间下,木质素填充SBS弹性体拉伸强度的降幅由74.53%降至67.37%,断裂伸长率的降幅由72.89%降至46.45%;动态力学分析表明,木质素的添加有效减缓了SBS低温玻璃化转变温度的变化;红外光谱和X射线光电能谱分析表明,木质素的填充减缓了热氧老化造成的含氧基团含量增加的幅度。SBS弹性体中玉米秸秆木质素的填充可以起到防老化的效果。

玉米秸秆木质素的去甲基化/羟乙基化复合改性研究

利用亚硫酸钠和乙二醛对玉米秸秆木质素进行去甲基化/羟乙基化复合改性,以提高木质素的羟基含量和反应活性。通过FT-IR、TG、DSC以及乙酰化滴定等技术研究了木质素复合改性效果。结果表明:经过去甲基化/羟乙基化复合改性后的玉米秸秆木质素具有优异的活性,其总羟基质量分数较原料木质素提升了88.33%,酚羟基提升了14.70%,反应活性得到明显增强。FT-IR表征发现:复合改性从多方面提升了木质素的羟基含量,对羟基含量的增加有着较为显著的效果。热重和DSC表征发现:复合改性木质素(G-DL)相较于原料木质素降解得更加彻底,其放热峰出现在77℃,放热量达459.82 J/g,反应活性较去甲基化木质素(DL)和原料木质素更高。

热活化过硫酸钠预处理秸秆的工艺优化研究

文章对热活化过硫酸钠预处理玉米秸秆优化工艺条件进行了试验研究,在考察活化温度、预处理时间、过硫酸钠投加比、溶液pH值和固液质量比5个单因素对预处理效果影响的基础上,采用正交试验对预处理条件进行优化,得到最佳预处理条件为活化温度50℃,预处理时间16 h,过硫酸钠投加比0.5%,固液质量比1∶10,溶液pH值为5。此条件下,秸秆降解率为23.43%,还原糖得率为16.75%。

生物预处理秸秆降解木质素条件的优化

[目的]优化黄孢原毛平革菌生物预处理降解玉米秸秆中木质素的条件。[方法]通过单因素和正交试验,分析不同pH、温度、接种量和时间对黄孢原毛平革菌降解木质素的影响。[结果]黄孢原毛平革菌降解玉米秸秆木质素的最适条件为:温度32℃,pH=6,接种量10片,时间15d。[结论]在最适条件下,还原糖得率由0.47g·L^(-1)提高到0.79g·L^(-1)。本研究可提高玉米秸秆中纤维素的利用率可用于后续研究。

玉米秸秆发酵制备乙醇的预处理技术综述

玉米秸秆发酵制备乙醇技术有很高的社会经济价值.高效无污染成本低的预处理技术是该工艺的关键.玉米秸秆发酵制备乙醇的预处理技术,包括化学法、物理法和生物酶解法等,相比较而言,生物酶解法更具有应用优势和良好发展前景.

混合真菌发酵对玉米秸秆纤维素与木质素降解率的影响

本试验以拟康宁木霉(Trichoderma koningiopsis)和黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)为发酵菌种,研究混合发酵对玉米秸秆纤维素和木质素降解率的影响及最优发酵条件。采用单因素试验设计,通过测定菌种比例(拟康宁木霉∶黄孢原毛平革菌)、接种量、营养液添加量及发酵天数对纤维素和木质素降解率的影响,筛选出混合真菌发酵的最优条件,并进一步采用响应面法评价各因素及其交互作用对玉米秸秆纤维素和木质素降解率的影响,最后采用Design Expert 8.0.6软件分别建立混合真菌发酵玉米秸秆降解纤维素和木质素条件的二次多项式数学模型。结果表明:混合真菌发酵玉米秸秆的最优发酵条件为菌种比例1.0∶4.1,接种量25.2%,营养液添加量72.2%,发酵天数11 d。在此条件下,玉米秸秆纤维素和木质素降解率分别达到36.80%和28.87%。

在对-甲苯磺酸水溶液中玉米秸秆木质素的提取工艺

木质素是一种重要的可再生资源,可以制备芳香族化合物。传统的木质素提取工艺存在着提取率低、溶剂回收困难等问题,制约着木质素的综合利用。采用对-甲苯磺酸(p-TsOH)有机溶剂法提取玉米秸秆中的木质素,考察了p-TsOH浓度、温度及时间对木质素提取率的影响,确定了最佳工艺条件:p-TsOH浓度70wt%、温度80℃、时间40min,木质素提取率为74.81%。

毛头鬼伞菌株降解玉米秸秆的效果

以长白山腐殖质土壤为样品进行富集培养,筛选出能够降解玉米秸秆木质素的微生物,结合ITS生物学鉴定与形态学鉴定,确定筛选得到的菌株为毛头鬼伞Coprinus comatus。该菌株产漆酶酶活4.86 U/mL、木质素过氧化物酶酶活1.33 U/mL、锰过氧化物酶酶活2.96 U/mL、木聚糖酶酶活18.22 U/mL、羧甲基纤维素酶酶活性3.57 U/mL。该菌株降解玉米秸秆的失重率达23.65%,其纤维素降解率为17.06%,半纤维素降解率为7.65%,木质素降解率为35.67%。以上为进一步开发其在玉米秸秆降解方面提供了参考。

复合菌系降解玉米秸秆过程中群落演替与秸秆降解的关系

【目的】为了获得木质素降解复合菌系LDC降解玉米秸秆的适宜条件,明确秸秆降解过程中可能发挥重要作用的功能微生物类群。【方法】以培养温度、pH、培养基装液量和接菌量等单因素试验结果为依据,采用响应面法优化复合菌系降解玉米秸秆的培养条件,利用Miseq高通量测序技术,分析不同降解时期复合菌系的群落结构变化规律。【结果】复合菌系对秸秆最佳降解条件为:培养温度32°C、初始pH为8.2、装液量为40%,接菌量为10%。此条件下木质素最大降解率为44.5%,相比未优化处理提高13.3%。在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)是复合菌系LDC的优势菌门。在玉米秸秆降解过程中,降解初期的优势菌属为Proteiniphilum(11.9%)、 Sphaerochaeta(8.4%)、 Ruminofilibacter(8.4%)、 Pannonibacter(6.7%)、Pseudomonas(6.1%)和Rhizobium(5.7%);在降解高峰期时,Anaerocolumna(24.0%)、Caenispirillum(9.2%)和Thauera(7.0%)的丰度显著上升,分别是其在降解初期的16.5倍、 3.0倍和5.9倍,而Ruminofilibacter(10.9%)的丰度仍然很高且排在第二位。在降解末期的优势菌属为Ruminofilibacter(25.4%)、Pseudomonas (9.7%)、Sphaerochaeta (8.8%)、Caenispirillum (8.4%)、Pannonibacter (4.3%)、Thauera (4.0%)以及Desulfomicrobium (3.4%)。【结论】明确了玉米秸秆降解复合菌系的最佳培养条件以及在不同降解时期微生物群落结构变化规律,在玉米秸秆降解过程中发挥重要作用的微生物类群为Pseudomonas、Pannonibacter、Thauera、Ruminofilibacter和Anaerocolumna。

利用白囊耙齿菌生产高质玉米秸秆饲料

研究了1株白囊耙齿菌Irpex lacteus ZK1(CGMCC No. 11920)对玉米秸秆和羽毛粉混合物的降解及产物生成特征。结果表明:菌株ZK1在基质中生长能力的大小顺序为玉米秸秆和羽毛粉混合物>玉米秸秆>羽毛粉;在混合物中生长时可产漆酶、锰过氧化物酶、木质素过氧化酶和植酸酶,酶活性最大值分别为93. 33,13. 76,27. 11,1 314. 98 U/g。木质素和纤维素的降解率分别达到41. 02%和53. 44%。菌株ZK1能利用混合物产生菌体多糖,使发酵物中多糖的平均含量达37. 11 mg/g;而且还可以将秸秆和羽毛粉中的氮转化成消化率高的菌体蛋白,从而使得发酵产物中真蛋白和粗蛋白的平均含量分别达到了26. 33%和47. 17%。菌株ZK1产生的植酸酶能从混合物中释放出溶解性正磷酸盐,使发酵物中可溶性磷酸盐的平均含量达131. 42μg/g。以上表明,菌株ZK1在利用玉米秸秆生产高质饲料方面具有重要的应用价值。

玉米秸秆木质素的漆酶/介体活化处理

采用漆酶配以不同的介体对玉米秸秆木质素进行活化处理,利用红外光谱(FTIR)、紫外光谱、凝胶渗透色谱(GPC)、热失重(TG)、示差扫描量热(DSC)等分析方法研究了介体对漆酶活化降解木质素的影响。结果表明,漆酶会使木质素发生脱甲基作用,降低木质素的相对分子质量,增加酚羟基的含量,但在解聚木质素的同时也伴随着再聚合作用。在漆酶活化木质素的过程中,介体作为传递电子的中间体,能够促进木质素的氧化降解,降低木质素的相对分子质量,提升羟基的反应活性。不同的介体,活化效果不同,HBT、香草醛和紫丁香醛三种介体中,HBT介体的活化效果最佳。