解淀粉芽孢杆菌复合菌剂对玉米秸秆的降解作用及表征

摘要：

为获得能提高秸秆饲草品质的微生物发酵菌剂,本研究在前期获得2株具有木质素和纤维素降解能力的解淀粉芽孢杆菌菌株的基础上,将两者混配成复合菌剂,考察复合菌剂对玉米秸秆的降解作用,并通过傅立叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1 H-NMR)、扫描电镜(SEM)及气质联用色谱(GC/MS)等技术对玉米秸秆的微观结构及降解产物进行表征.研究发现,复合菌剂可以有效降解玉米秸秆中的木质纤维素.在发酵24 d时,玉米秸秆中木质素、纤维素和半纤维素的降解率分别达到48.4％,30.5％和41.4％.FTIR和1H-NMR谱图中能观察到木质纤维素分子结构中主要连接共价键,如木质素单体间的β-O-4和β-β键、木质素与碳水化合物连接键以及碳水化合物中糖环内的价键等明显断裂,木质纤维素被部分降解;SEM扫描电镜图则显示发酵后秸秆的组织结构出现松散和破坏.发酵后秸秆中小分子物质的GC/MS分析结果显示,其中包含苯丙胺和苯丙酸等保留苯丙烷结构单元的木质素单体衍生物以及苄醇和苯甲酸酯类等木质素单体被进一步降解后的芳香族化合物.玉米秸秆中碳水化合物的GC/MS分析结果表明:复合菌剂可将玉米秸秆中的结构性多糖等大分子碳水化合物降解成葡萄糖、木糖、甘露糖及乳糖等还原性单糖.并利用这些还原性单糖生长代谢,进一步产生乙二醇、丙三醇及短链脂肪酸类等代谢产物.以上研究结果表明,解淀粉芽孢杆菌复合菌剂可有效降解玉米秸秆中的木质纤维素,在玉米秸秆饲草化利用中极具应用前景.

关键词：解淀粉芽孢杆菌、复合菌剂、玉米秸秆、降解、表征

所属期刊栏目：26

分类号：X59;TS2

资助基金：河北省科技支撑计划项目12226605;河北省教育厅科学技术研究项目2011232

在线出版日期：2017-07-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：153-167