本發(fā)明屬于農(nóng)作物秸稈資源化利用
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地涉及一種以農(nóng)作物秸稈為主體的白腐真菌培養(yǎng)基及其配制方法。
背景技術(shù)：
：我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年有大量的農(nóng)作物秸稈廢棄物的產(chǎn)生，這些秸稈中含有大量可用作飼料和造紙?jiān)系睦w維素和半纖維素。在植物組織中木質(zhì)素與半纖維素以共價(jià)鍵的形式結(jié)合，并將纖維素分子包埋其中，形成一種堅(jiān)固的天然屏障，使一般微生物很難降解利用，制約了農(nóng)作物秸稈的資源化利用。白腐菌作為自然界中迄今為止最有效、最主要的可降解木質(zhì)纖維素的真菌類微生物，可徹底降解木質(zhì)纖維素為CO2和H20。木質(zhì)纖維素降解真菌可分為3類：白腐菌(Whiterotfungi)、褐腐菌(Brownrotfungi)和軟腐菌(Softrotfungi)。氣質(zhì)褐腐菌只能攻擊和降解細(xì)胞壁中的纖維素、半纖維素部分，而軟腐菌僅作用于細(xì)胞中的半纖維素，只有白腐菌是自然界中唯一一類具有獨(dú)立降解木質(zhì)素能力的微生物，褐腐菌、軟腐菌一般認(rèn)為在木質(zhì)素降解中僅起二次作用。白腐菌分泌木質(zhì)素降解酶的同時(shí)還分泌纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶等酶類，因而比木霉、曲霉等更適合分解天然的木質(zhì)纖維素物質(zhì)。纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分，廣泛存在于自然界，是地球上最豐富、最廉價(jià)的可再生資源，也是人類未來可能的能源、食品和化工原料的主要來源。利用纖維素酶將纖維素轉(zhuǎn)化為可利用的糖，對(duì)于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施具有重大意義。因此首先要降解木質(zhì)素，才能最大限度利用纖維素。木質(zhì)纖維素是由苯丙烷單元通過醚鍵和碳碳鍵連接而成的聚酚類三維網(wǎng)狀高分子化合物。木質(zhì)纖維素由于具有各種生物學(xué)穩(wěn)定的復(fù)雜鍵型而不易被微生物降解。如何高效利用木質(zhì)纖維素原料其關(guān)鍵在于有效降解包裹在纖維素晶體外面的木質(zhì)素以及半纖維素，從而增加纖維素表面積，使纖維素易于降解，從而生成可發(fā)酵性糖，以及應(yīng)用于生物制漿過程中。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種以農(nóng)作物秸稈為主體的白腐真菌培養(yǎng)基，并提供其制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：本發(fā)明一種半固體培養(yǎng)基，培養(yǎng)基按重量組分包括以下組分：秸稈56-75份麩皮20-40份(NH4)2SO41份KH2PO40.5份葡萄糖2.5份上述組分的總和為100份。優(yōu)選的，所述培養(yǎng)基的固液比為1∶4.5～1:6.5。(固液比為培養(yǎng)基中固態(tài)物質(zhì)與水質(zhì)量比)優(yōu)選的，所述培養(yǎng)基的pH值為6.9-7.2。優(yōu)選的，所述半固體培養(yǎng)基，培養(yǎng)基按重量組分包括以下組分：秸稈60-73份麩皮23-36份(NH4)2SO41份KH2PO40.5份葡萄糖2.5份上述組分的總和為100份。所述的真菌為白腐真菌，用于降解利用秸稈中木質(zhì)素。所述培養(yǎng)基的制備方法為：(1)預(yù)處理：用粉碎機(jī)將已剝凈粗皮的秸稈粉碎過篩，篩子的大小為80-100目；(2)將上述組分按照所述配比充分混合；(3)根據(jù)固液比加入一定量水后，調(diào)節(jié)pH值為6.9-7.2即可使用。所述農(nóng)作物秸稈為常見秸稈：稻草秸稈、麥草秸稈和玉米秸稈。更優(yōu)選的，所述秸稈為麥草秸稈。本發(fā)明還提供所述培養(yǎng)基的的用途，用于白腐菌的培養(yǎng)基。優(yōu)選的，所述培養(yǎng)基的的用途，將制作完畢的培養(yǎng)基，在無菌條件下接種白腐菌，并放入恒溫生物培養(yǎng)箱中，設(shè)定溫度32～37℃，轉(zhuǎn)速70～90rpm。更優(yōu)選的，轉(zhuǎn)速為80rpm。本發(fā)明中所應(yīng)用的白腐菌為：黃孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)本發(fā)明所涉及的白腐菌的培養(yǎng)基，可在保證白腐菌生長(zhǎng)過程所需養(yǎng)分的供給的同時(shí)優(yōu)化培養(yǎng)工藝，縮短培養(yǎng)周期，降低生產(chǎn)成本以及有利于推廣白腐菌生物預(yù)處理農(nóng)作物秸稈資源化和工業(yè)化的利用。本發(fā)明的有益效果一：本發(fā)明按照菌種的生長(zhǎng)需求，提供一種營(yíng)養(yǎng)均衡、利于菌種生產(chǎn)、價(jià)格低廉的真菌培養(yǎng)基；本發(fā)明的有益效果二：本發(fā)明所涉及的白腐菌的培養(yǎng)基的制備，可在保證白腐菌生長(zhǎng)過程所需養(yǎng)分的供給的同時(shí)優(yōu)化培養(yǎng)工藝，縮短培養(yǎng)周期，降低生產(chǎn)成本，有利于推廣白腐菌生物預(yù)處理農(nóng)作物秸稈工業(yè)化的利用本發(fā)明的有益效果三：本發(fā)明所提供的培養(yǎng)基以農(nóng)作物秸稈為主體，利用白腐菌對(duì)木質(zhì)素的選擇降解性，提高了農(nóng)作物秸稈的資源化利用價(jià)值，為秸稈廢棄物的在飼料和生物制漿方面的應(yīng)用提供可能。附圖說明圖1為麥草兩種培養(yǎng)基降解30d木質(zhì)素降解率對(duì)比圖(PSD為本發(fā)明所提供的培養(yǎng)基；PSC為傳統(tǒng)液體培養(yǎng)基)圖2為玉米兩種培養(yǎng)基降解30d菌絲生長(zhǎng)狀況對(duì)比圖(PSD為本發(fā)明所提供的培養(yǎng)基；PSC為傳統(tǒng)液體培養(yǎng)基)具體實(shí)施方式實(shí)施例1：一種含小麥秸稈的黃孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)培養(yǎng)基包括以下重量份的組分：麥草秸稈73g，(NH4)2SO41g，葡萄糖2.5g，麩皮23g，KH2PO40.5g，固液比1:4.5制備方法為：將麥草秸稈除去外表的粗皮，用剪刀減去秸節(jié)，粉碎至80-100目，按照上述配比將各物料充分混合，調(diào)節(jié)水分含量并修正pH值為7.2，即可使用。培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)基置于32℃恒溫培養(yǎng)箱中，轉(zhuǎn)速80rpm。在無菌條件下，取出經(jīng)過一段時(shí)間培養(yǎng)的培養(yǎng)基5g,真空冷凍干燥8h，既可按照Klason法測(cè)定基質(zhì)中木質(zhì)素含量，與培養(yǎng)前含量進(jìn)行對(duì)比既可得到培養(yǎng)過程中木質(zhì)素降解率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1。實(shí)驗(yàn)證明，通過測(cè)定培養(yǎng)前后基質(zhì)中木質(zhì)素含量可以得知，本發(fā)明所提供的培養(yǎng)基可高效培養(yǎng)黃孢原毛平革菌并選擇性降解機(jī)制中木質(zhì)素，同時(shí)菌絲長(zhǎng)勢(shì)要比傳統(tǒng)固體培養(yǎng)基的長(zhǎng)勢(shì)粗壯的多，而且菌絲的生長(zhǎng)速度提前3-5天。實(shí)施例2：一種含稻草秸稈的黃孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)半固體培養(yǎng)基包括以下重量份的組分：稻草秸稈60g(NH4)2SO41g葡萄糖2.5g麩皮36gKH2PO40.5g固液比1:5.5制備方法為：將稻草秸稈除去外表的粗皮，用剪刀減去秸節(jié)，粉碎至80-100目，按照上述配比將各物料充分混合，調(diào)節(jié)水分含量并修正pH值為6.9，即可使用。培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)基置于37℃恒溫培養(yǎng)箱中，轉(zhuǎn)速80rpm。培養(yǎng)過程中測(cè)定黃孢原毛平革菌培養(yǎng)過程產(chǎn)酶特性。具體實(shí)施方式：(1)粗酶液的制定無菌條件下，將第一個(gè)十天保溫箱內(nèi)搖床內(nèi)的稻草秸稈的PSC(傳統(tǒng)液體培養(yǎng)基)、PSD(本發(fā)明所提供的半固體培養(yǎng)基)培養(yǎng)基各取出一個(gè)，準(zhǔn)備六個(gè)小燒杯，六個(gè)培養(yǎng)皿，將每個(gè)培養(yǎng)基平均劃分成兩半，其中一半連同另一半表面上的菌轉(zhuǎn)移到小燒杯中，加入40ml蒸餾水，室溫下浸提4h，用4層紗布過濾后10000rpm/min離心10min，上清液即為粗酶液，置4℃冰箱備用。另一半轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)皿中鋪平，用保鮮膜將培養(yǎng)皿包好，扎若干小孔，放入-20℃冰箱中備用。(2)酶活性的測(cè)定黃孢原毛平革菌能夠產(chǎn)生胞外氧化酶來降解秸稈中的木質(zhì)素，其主要包括錳過氧化物酶(MnP)、木質(zhì)素過氧化物酶(LiP)、漆酶(Lac)。在此以錳過氧化物酶為例進(jìn)行說明。MnP取50mmol/L的乳酸鈉緩沖液(pH4.5)3.4mL，1.6mmol/L的MnSO4溶液0.1mL，0.4mL的粗酶液預(yù)熱至37℃加入1.6mmol/L的過氧化氫溶液0.1mL啟動(dòng)反應(yīng)。測(cè)定最初3min內(nèi)240nm處吸光度，1個(gè)酶活力單位用min-1·g-1粗酶液增加0.1OD來表示。表1黃孢原毛平革菌在不同培養(yǎng)基上Mnp酶活性活動(dòng)變化(U/mL)Table4PhanerochaetechrysosporiumMnpactivitychangesofactivity(U/mL)ondifferentmedia從表1中可以分析得到，在培養(yǎng)后的5-10d時(shí)，開始表現(xiàn)出Mnp活性，并在不同培養(yǎng)基中均呈現(xiàn)升高-降低的趨勢(shì)，在培養(yǎng)的第15d達(dá)到高峰，稻草的PSC和PSD酶活高達(dá)49.70U/mL和51.81U/mL。此后酶活性均出現(xiàn)下降趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明所提供的半固體真菌培養(yǎng)基在培養(yǎng)過程中與傳統(tǒng)固體培養(yǎng)基相比，相同培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)錳過氧化物酶的產(chǎn)率明顯提高，說明其對(duì)基質(zhì)中木質(zhì)素選擇降解性更好，黃孢原毛平革菌生長(zhǎng)更加旺盛，生物量更加豐富。并且菌絲長(zhǎng)勢(shì)要比傳統(tǒng)固體培養(yǎng)基的長(zhǎng)勢(shì)一樣濃密、粗壯，而且菌絲的生長(zhǎng)速度略有提前。實(shí)施例3一種含玉米秸稈的黃孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)培養(yǎng)基包括以下重量份的組分：玉米秸稈65g(NH4)2SO41g葡萄糖2.5g麩皮31gKH2PO40.5g固液比1:6.5制備方法為：將麥草秸稈除去外表的粗皮，用剪刀減去秸節(jié)，粉碎至80-100目，按照上述配比將各物料充分混合，調(diào)節(jié)水分含量并修正pH值為7.0，即可使用。培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)基置于32℃恒溫培養(yǎng)箱中，轉(zhuǎn)速80rpm。在無菌條件下，取出經(jīng)過一段時(shí)間培養(yǎng)的玉米秸稈的PSC(傳統(tǒng)液體培養(yǎng)基)、PSD(本發(fā)明所提供的培養(yǎng)基)培養(yǎng)基5g移入同樣組分的菌包培養(yǎng)基中，置于32℃恒溫培養(yǎng)箱中連續(xù)培養(yǎng)30天。每隔5天記錄菌絲生長(zhǎng)狀況，使用記號(hào)筆標(biāo)出菌絲覆蓋位置，30天后以菌絲覆蓋菌包表面面積變化值計(jì)數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。實(shí)驗(yàn)證明，通過對(duì)比PSC與PSD兩種不同培養(yǎng)基菌絲凈生長(zhǎng)速度可以得知，本發(fā)明所提供的培養(yǎng)基PSD菌絲凈生長(zhǎng)速度要快傳統(tǒng)培養(yǎng)基PSC，并在第15天達(dá)到最大生長(zhǎng)速度，在30天時(shí)達(dá)到最大生長(zhǎng)面積。實(shí)驗(yàn)證明本發(fā)明所提供的培養(yǎng)基中，黃孢原毛平革菌生長(zhǎng)更加旺盛，生物量更加豐富。并且菌絲長(zhǎng)勢(shì)要比傳統(tǒng)固體培養(yǎng)基的長(zhǎng)勢(shì)濃密、粗壯，菌絲的生長(zhǎng)速度提前3-5天提前。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3