一株高效纖維素降解菌的篩選及其初步分類鑒定

孫赫，于博，邢天罡，孔冰，張欣

（吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院生物與制藥工程學(xué)院，吉林吉林132101）

近年來，隨著我國工業(yè)帶動社會經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，各種工業(yè)迅速崛起，多種生產(chǎn)殘?jiān)罅慷逊e。醋糟是固態(tài)食醋釀造過程中的下腳料，食醋主要釀造原料為高粱、麩皮、稻殼等，所以，醋糟呈酸性且含有豐富的纖維素、蛋白等[1-3]。釀醋業(yè)一般將醋糟進(jìn)行掩埋，醋糟的利用途徑并沒有被完全開發(fā)出來。本實(shí)驗(yàn)主要目的是構(gòu)建高效纖維素降解菌菌系，提高醋糟的營養(yǎng)價(jià)值[4-7]。一方面能夠避免因處理方式不當(dāng)造成的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)；另一方面也能解決我國畜牧業(yè)中飼料原料間斷供應(yīng)的不利條件，從而提高醋糟的利用效率[8-9]。

1 材料與方法

1.1 醋糟

吉林市吉釀醋業(yè)的醋糟樣本。

1.2 菌種篩選

在液體發(fā)酵培養(yǎng)基加入適量的醋糟樣本，30℃200r/min下，恒溫?fù)u床培養(yǎng)72h。在滅菌30分鐘的超凈工作臺中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，樣品液稀釋濃度 10-2，10-3，10-4，10-5，10-6，10-7，10-8，10-9。稀釋完畢后，用移液器分別移取1mL濃度為10-7，10-8，10-9的稀釋液，用已滅菌的涂菌棒涂布于纖維素剛果紅培養(yǎng)基中。待菌落長勢較好時，接種于牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基或PDA培養(yǎng)基中進(jìn)行劃線培養(yǎng)。

1.3 菌種鑒定

編號其中纖維素降解能力較高的菌株，記錄觀察菌落的形態(tài)結(jié)構(gòu)、菌株的生長周期，并進(jìn)行革蘭氏染色（Gram stain）實(shí)驗(yàn)、葡萄糖發(fā)酵實(shí)驗(yàn)、芽孢染色實(shí)驗(yàn)、需氧性實(shí)驗(yàn)、MR實(shí)驗(yàn)、半固體實(shí)驗(yàn)等生理生化實(shí)驗(yàn)。

1.4 試驗(yàn)所需培養(yǎng)基

半固體培養(yǎng)基：牛肉膏 3g、蛋白胨 10g、NaCl 5g、瓊脂 4g、蒸餾水1L。

需氧性培養(yǎng)基：蛋白胨2g、NaCl 5g、K2HPO42g、葡萄糖8g、瓊脂 6g、蒸餾水 1L。

硝酸鹽利用培養(yǎng)基：牛肉膏3g、蛋白胨8g、KNO31g、蒸餾水1L，pH值為7。

葡萄糖氧化發(fā)酵培養(yǎng)基：蛋白胨2.7g、瓊脂3g、NaCl 5g、葡萄糖 10g、K2HPO40.2g、0.2%溴百里酚藍(lán) 0.03g、蒸餾水1000mL。

接觸酶培養(yǎng)基：NaCl 10g、酵母膏 5g、蛋白胨 10g、蒸餾水1L。

淀粉水解培養(yǎng)基：牛肉膏10g、酵母膏 5g NaCl 5g、瓊脂15～20g、可溶淀粉 20g、蒸餾水 1L，pH 值 7，制成平板。

明膠液化培養(yǎng)基：明膠120g、蛋白胨5g、蒸餾水1L、pH 值為 7.2～7.4。

M-R 培養(yǎng)基：葡萄糖 0.5g、NaCl 0.05g、蛋白胨 0.5g、蒸餾水 100mL、pH 值 7.0～7.2。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌種的篩選結(jié)果

酶活力見表1，經(jīng)篩選后，得到了3株分泌纖維素酶的菌株，分別編號為SH-1～SH-3。由表1可知，SH-1菌株的相對酶活力最高，后續(xù)實(shí)驗(yàn)選取SH-1菌株為研究對象。

表1 菌株相對酶活力的比較

2.2 菌株SH-1的鑒定

SH-1的單菌落菌株是圓形的、白色的、平坦的，并且表面光滑，易于接種。菌株為Gram陽性桿菌，無孢子和鞭毛。細(xì)胞長度短，長時間保存有白色凸起物。圖1為SH-1在數(shù)碼顯微鏡下的照片，表2為SH-1生理生化反應(yīng)的結(jié)果。

表2 菌株SH-1的生理生化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.3 產(chǎn)酶菌株生理生化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，SH-1菌株與不動桿菌屬微生物近似，芽孢染色與半固體試驗(yàn)呈陰性，SH-1菌株的葡萄糖發(fā)酵試驗(yàn)和接觸酶呈陽性，且硝酸鹽還原實(shí)驗(yàn)為陰性，是鮑曼不動桿菌的典型特征，且為需氧型革蘭氏陰性菌。

3 結(jié)論

纖維素降解菌的來源非常廣泛，在適宜條件下均能合成和分泌纖維素酶。與真菌相比較，細(xì)菌的生長速度更為快速，生長條件更為寬松。本研究從吉林吉釀醋業(yè)的醋糟中甄選出一株具有纖維素降解能力的細(xì)菌SH-1，通過形態(tài)學(xué)觀察、生理生化實(shí)驗(yàn)初步將其鑒定為鮑曼不動桿菌（acinetobacter baumannii）。該菌株的最高纖維素相對酶活力為0.644U/mL。吉林釀業(yè)有限公司的醋糟資源產(chǎn)量大、成本低，是潛在的飼料資源，然而，當(dāng)前并沒有得到充分且合理的利用，本研究的順利完成，能夠推動其在畜牧業(yè)中的應(yīng)用，一方面緩解了我國飼料原料供應(yīng)不足的局面；另一方面可為該企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益，為未來實(shí)現(xiàn)醋糟資源的飼料化利用研究提供參考。

圖1 SH-1的照片