发酵产纤维素酶时形态学变化探究摘要：在30L发酵罐中研究里氏木霉HC415菌液体发酵产纤维素酶菌体形态学变化时，发现该菌的形态变化可分为4个时期；第I期为接种后的0〜24h,菌体形态主要呈丝状伸长，较少分枝，产酶基本处于停滞期；第II期为24〜60h,菌丝体不断伸长，分枝增多，菌体变粗，酶活性增长明显；第III期在60〜132h,此期菌丝体变粗变短，并出现横隔，分枝顶部生出许多膨大的圆形结节，该期为纤维素酶活力的快速增长期和高峰稳定期；第IV期为132h后，期间菌丝体呈粗短圆状，仍有许多膨大的结节，但菌体数量逐渐变少，酶活性开始逐步下降•结果表明：里氏木霉液体发酵产纤维素酶时菌体形态与发酵液中的酶活性变化密切相关，形态学特征可作为实际生产中快速调控发酵液成熟度的重要指标.关键词：纤维素酶；里氏木霉；液体发酵；形态学：Q5561文献标识码：A纤维素物质是地球上最丰富的有机物资源，全球每年产生的纤维素高达1000亿吨，但这些资源大部分利用率很低,且污染环境.如能借助纤维素酶将纤维素降解并进一步转化为乙醇、细胞蛋白及气体燃料等物质，对于解决全球面临的能源危机、食品短缺及环境污染等问题具有重大的意义•此外，纤维素酶还可广泛应用于医药、饲料、果蔬加工、造纸、中草药制造、石油开采、工业洗涤剂、细胞生物工程等行业\[1\]纤维素酶目前主要通过木霉以固体、液体深层发酵方式发酵生产•在固体发酵中，生长状况及产酶峰期可以通过固体曲的干湿度、菌丝生长及分布状况、分生鞄子的形成及颜色变化等因素直观辨别\[2-3\]在液体深层发酵中一般通过测定酶活性来确定产酶高峰期，然而这种传统的酶活性测定方法不仅需要多种专用仪器设备和化学试剂，还要结合对比标准曲线和计算，不仅费事费力，而且检测成本相应增高\[4-5\]因此，研究液体深层发酵中的产酶菌株形态学变化，建立其形态学指标体系，对于快速掌握发酵产酶的高峰期和调控发酵液的成熟度具有重要意义•本文以里氏木酶HC415菌为研究材料，对该菌在液体深层发酵产酶时的菌丝体形态特征与纤维素酶活力间的相关性进行了研究，初步掌握了该菌液体发酵产纤维素酶时菌体形态学变化动态规律，现将综上所述，里氏木霉液体发酵产纤维素酶时，菌体形态变化与发酵液中的酶活性高低有着密切的关联性，这种关联性可作为快速调控发酵液成熟度的重要指标，利用显微镜观察菌体形态作为直接快速判断该菌产酶能力的强弱具备可行性.HC415菌丝体在产酶高峰期变短、变粗，并在分枝顶部生出许多的膨大结节究竟是产酶结构、繁殖结构(分节胞子)或是休眠结构(厚垣胞子)尚有待进一步研究.参考文献[1]DEMAINAL,NEWCOMBM,WUJHD.Cellulaseclostridiaandethanol\[J\].MicrobiolMolBiolRev,2005,69(1)：124-154.\[2\]谭宏，谢小保，莫勇，等.里氏木霉液体发酵产纤维素酶的研究\[J\].工业微生物,1996,26(1)：7-11.TANHong,XIEXiaobao,MOYong,etal.ProductionofcellulaseusingsubmergedfermentationbyTrichoderma.reeseiHC415\[J\].IndustrialMicrobiology,1996,26(1):7-11.(InChinese)\[3\]VENDULAV,PETERB.DegradationofcelluloseandhemicellulosesbythebrownrotfungusPiptoporusbetulinusproductionofextracellularenzymesandcharacterizationofthemajorcellulases\[J\]・Microbiology,2006,152(12)：3613-3622.\[4\]LYNDLR,WEIMERPJ,VANZYLWH,etal・Microbialcelluloseutilization：fundamentalsandbiotechnology\[J\]・MicrobiolMolBiolRev,2002,66(3)：506-577.\[5\]CHENXinai,ISHIDAN,TODAKAN,etal・PromotionofefficientsaccharificationofcrystallinecellulosebyAspergillusfumigatusSwol\[J\]・ApplEnvirMicrobiol,2010；76(8)：2556-2561.\[6\]GAMAFM,TEIXEIRAJA,MOTAM.Cellulasemorphologyandenzymaticreactivity：amodifiedsoluteexclusiontechnique\[J\]・BiotechnolBioeng,1994,43(5):381-7.\[7\]谭宏，刘选明，盛培科，等.利用稻草液体发酵产纤维素酶及酶粉提取的研究\[J\].湖南大学学报：自然科学版,2011,38(9):75-78.TANHong,LIUXuanming,SHENGPeike,etal.Cellulaseliquidfermentationandextractionwithstraw\[J\].JournalofHunanUniversity：NaturalSciences,2011,38(9):75~78.(InChinese)\[8\]SHAPIROA,MULLINSJT.HyphaltipgrowthinAchlyabisexualis・II.Distributionofcelluloseinelongatingandnonelongatingregionsofthewall\[J\].Mycologia,2002；94(2)：273-279.\[9\]HANS0,YUKAWAH,INUIM,etal.EffectofcarbonsourceonthecellulosomalsubpopulationsofClostridiumcellulovorans\[J\].Microbiology,2005,151(5)：1491-1497.
