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

（吉林農業科技學院生物與制藥工程學院，吉林吉林132101）

近年來，隨著我國工業帶動社會經濟的迅猛發展，各種工業迅速崛起，多種生產殘渣大量堆積。醋糟是固態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]。釀醋業一般將醋糟進行掩埋，醋糟的利用途徑并沒有被完全開發出來。本實驗主要目的是構建高效纖維素降解菌菌系，提高醋糟的營養價值[4-7]。一方面能夠避免因處理方式不當造成的環境污染和資源浪費；另一方面也能解決我國畜牧業中飼料原料間斷供應的不利條件，從而提高醋糟的利用效率[8-9]。

1 材料與方法

1.1 醋糟

吉林市吉釀醋業的醋糟樣本。

1.2 菌種篩選

在液體發酵培養基加入適量的醋糟樣本，30℃200r/min下，恒溫搖床培養72h。在滅菌30分鐘的超凈工作臺中進行實驗，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基中。待菌落長勢較好時，接種于牛肉膏蛋白胨培養基或PDA培養基中進行劃線培養。

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結構、菌株的生長周期，并進行革蘭氏染色（Gram stain）實驗、葡萄糖發酵實驗、芽孢染色實驗、需氧性實驗、MR實驗、半固體實驗等生理生化實驗。

1.4 試驗所需培養基

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

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

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

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

接觸酶培養基：NaCl 10g、酵母膏 5g、蛋白胨 10g、蒸餾水1L。

淀粉水解培養基：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。

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

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

2 結果與分析

2.1 菌種的篩選結果

酶活力見表1，經篩選后，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，后續實驗選取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。細胞長度短，長時間保存有白色凸起物。圖1為SH-1在數碼顯微鏡下的照片，表2為SH-1生理生化反應的結果。

表2 菌株SH-1的生理生化反應實驗結果

2.3 產酶菌株生理生化反應實驗結果

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呈陰性，SH-1菌株的葡萄糖發酵試驗和接觸酶呈陽性，且硝酸鹽還原實驗為陰性，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的醋糟中甄選出一株具有纖維素降解能力的細菌SH-1，通過形態學觀察、生理生化實驗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。吉林釀業有限公司的醋糟資源產量大、成本低，是潛在的飼料資源，然而，當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中的應用，一方面緩解了我國飼料原料供應不足的局面；另一方面可為該企業帶來經濟效益，為未來實現醋糟資源的飼料化利用研究提供參考。

圖1 SH-1的照片