9012-54-8 / 近代物理所用廢紙發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶

近日，中科院近代物理研究所研究員王曙陽團(tuán)隊(duì)在利用廢紙發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶研究方面取得進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《清潔生產(chǎn)雜志》。

纖維素酶是繼淀粉酶和蛋白酶之后的全球第三大工業(yè)用酶制劑，廣泛應(yīng)用于生物能源、食品、造紙、紡織洗滌、醫(yī)藥、動(dòng)物飼料以及農(nóng)業(yè)廢棄物處理等領(lǐng)域，但高昂的發(fā)酵生產(chǎn)成本成為制約纖維素酶行業(yè)快速發(fā)展的主要瓶頸。廢紙作為可回收利用的廢棄物資源之一，由于其纖維素含量高、價(jià)格低廉、來源廣泛、易獲取及產(chǎn)生量大等特點(diǎn)具有良好的開發(fā)應(yīng)用潛力。因此，利用廢紙資源進(jìn)行纖維素酶的發(fā)酵生產(chǎn)，不僅可以有效降低纖維素酶發(fā)酵成本，還能實(shí)現(xiàn)廢紙資源的高價(jià)值利用。

研究人員利用重離子束誘變選育的長(zhǎng)枝木霉突變菌株LC-M4進(jìn)行廢紙?zhí)荚窗l(fā)酵產(chǎn)酶，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在選用的辦公廢紙、餐巾廢紙、雜志紙和硬紙板紙4種類型的廢紙中，硬紙板紙發(fā)酵的濾紙酶活（FPA）、內(nèi)切葡聚糖酶活（CMC）、β—葡萄糖苷酶活（BGL）和木聚糖酶活（Xyl）分別達(dá)到了2.97IU/mL、4.8IU/mL、0.51IU/mL和382.59IU/mL，表明LC-M4菌株可有效利用硬紙板紙為碳源產(chǎn)酶。通過廢紙結(jié)構(gòu)表征，研究人員發(fā)現(xiàn)，不同廢紙中纖維素為主要成分，造紙過程中添加的碳酸鈣等填料可以為菌株生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成提供營養(yǎng)元素，對(duì)發(fā)酵過程有促進(jìn)作用。

為進(jìn)一步提高廢紙?zhí)荚窗l(fā)酵酶活，研究人員選用硬紙板紙和麩皮混合碳源發(fā)酵，BGL最高可達(dá)0.8IU/mL，比硬紙板紙單一碳源酶活提高了56.86%；外切葡聚糖酶活（pNPC）、FPA和Xyl也有了提高，其中Xyl達(dá)到399.74IU/mL，較微晶纖維素碳源發(fā)酵酶活提高了16.51%。上述研究結(jié)果表明，廢紙和麩皮作為產(chǎn)酶發(fā)酵碳源具有很高的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)開發(fā)潛力。