复合菌剂QY12-A4对玉米秸秆的降解及其产物中抗氧化木质素的分离与纯化OA

【目的】为实现玉米秸秆可再生高效利用及其木质素增值化应用,探索玉米秸秆有效利用策略,挖掘具有抗氧化活性的木质素。【方法】采用固态发酵法高温传代培养,构建玉米秸秆降解的复合菌剂;采用16S rRNA高通量测序技术分析复合菌剂的稳定性及其微生物菌群的多样性;通过固态发酵(SSF)的发酵失重率测定和成分分析评价复合菌剂的玉米秸秆降解能力;采用碱提酸沉法提取SSF中的木质素(SSF-A);采用D101大孔吸附树脂柱层析和Sephadex G-50凝胶过滤柱层析对SSF-A进行分离纯化。【结果】以玉米秸秆为底物,通过高温传代驯化培养,获得耐高温复合菌剂QY12-A4。QY12-A4在属水平趋于稳定,优势菌属为野野村氏菌属(Nonomuraea)、热杆菌属(Thermobacillus)、热芽胞杆菌属(Caldibacillus)和科恩氏菌属(Cohnella)。QY12-A4的玉米秸秆固态发酵的发酵失重率为25.26%±1.49%(w/w)。SSF-A的提取率为12.56%±0.90%(w/w),SSF-A中总酚含量为18.94%±0.41%(w/w),ABTS阳离子自由基清除能力的IC50值为(158.00±4.24)μg/mL。SSF-A经柱层析分离,得到分子量分布依次减小的组分GL2-1、GL2-2和GL2-3。其中GL2-3的总酚含量最高,为19.65%±0.16%(w/w),在200-320 nm区域紫外线透射率<5.0%,抗氧化活性最大,即ABTS阳离子自由基清除能力IC50值为(90.50±3.54)μg/mL;总还原力IC50值为(1.38±0.02)mg/mL;相对氧自由基清除能力(ORAC)值为(3.14±0.03)mmol TE/g。【结论】复合菌剂QY12-A4可有效降解玉米秸秆木质纤维素,柱层析技术是一种获得高抗氧化活性的低分子量木质素类化合物的有效方法,为玉米秸秆木质素增值化应用提供有价值的参考。