一株纤维素降解菌的分离鉴定及其在酿酒上的应用初探

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中文摘要：纤维素是自然界中含量最高的可再生资源，也是植物细胞壁的主要成分之一。在发酵过程中，纤维素会阻碍酵母与底物内淀粉等物质的结合，降低底物发酵率，直接影响到产品的发酵程度。在白酒的发酵底物中玉米、高粱等物质的外壳纤维素含量较高无法被酵母分解，这类物质在发酵过后成为酒糟被丢弃，造成了资源极大的浪费。长足大竹象(Cyrtotrachelus buqueti)寡食竹笋，能在短时间内降解竹纤维，对纤维素具有强大的降解能力。本文以长足大竹象幼虫为研究对象，筛选出一株其肠道内纤维素降解能力较强的微生物，对其基因组进行了分析，探索了产纤维素酶最适条件。通过在单一酵母发酵白酒的过程中加入此类纤维素酶，检测对白酒发酵的影响。主要结论如下： (1)长足大竹象肠道中筛选分离出7株纤维素降解能力较强的菌株，选择菌株PX22进行后续试验，通过NCBI数据库比对，PX22与粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)比对相似度达到100%。通过基因测序和比对后，确认PX22属于粘质沙雷氏菌并将其命名为SerratiamarcescensLY1，全基因组测序和生物信息学分析结果显示，S.marcescensLY1全基因组大小为5315350bp、G+C含量为59.19%、蛋白质编码基因5073个、20个rRNA操纵子和85个tRNA基因，基因岛7个。 (2)通过NR注释分析后S.marcescensLY1基因组内匹配到5072个基因，与碳水化合物代谢相关有9个；Swiss-Port注释到4142个基因，与碳水化合物代谢蛋白相关基因5个；Pfam注释到基因3053个，碳水化合物代谢基因36个，COG注释到基因4415个，碳水化合物代谢基因345个，KEGG注释到基因4560个，GO注释到基因3772个，碳水化合物代谢过程基因20个。 (3)通过在不同条件下对S.marcescensLY1进行产酶发酵培养后发现，在培养温度为30℃；pH值为7；S.marcescensLY1的内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶活和木聚糖酶活分别在第5d、4d、6d时达到最高。 (4)通过在培养的第5d对S.marcescensLY1粗酶液进行分离提取，将其添加到白酒发酵培养基中发酵15d后发现，试验组发酵液内乙醇含量较对照组提高了13.9%，试验组酒糟内纤维素含量均低于对照组。通过一系列试验能够证明，S.marcescensLY1的纤维素降解酶系能够在白酒发酵过程中提高纤维素的降解能力，提高发酵底物的利用率。本研究的主要贡献和创新点：本实验首次从长足大竹象体内筛选出一株粘质沙雷氏菌，将其命名为S.marcescensLY1；将其所产的纤维素酶系应用于单一酵母发酵白酒的过程中，提高了发酵液中乙醇的含量，降低了酒糟内纤维素的含量。首次将长足大竹象肠道微生物所产酶系应用于白酒发酵技术之中，证明此微生物拥有提高白酒发酵产量的潜力、为提高白酒产量提供了一种新的试验菌株。

作者：

肖析蒙

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关键词：

酿酒工艺纤维素微生物鉴定降解菌发酵工艺分离鉴定

授予学位：

硕士

学科专业：

食品科学与工程

导师：

杨瑶君

学位年度：

2020

学位授予单位：

西华大学

语种：

中文

中图分类号：