| 原文摘要 | 稻殼是台灣常見且大宗的農業廢棄物，由於其含有豐富的木質纖維素，可作為微生物的培養基質，因此在生物資源應用的領域上是有發展的必要性。本研究探討具木質纖維分解能力菌種之篩選與超音波放射技術在稻殼前處理上之應用，並測試分離菌株在不同培養時間與不同前處理之培養基質的酵素活性與發酵液產物之組成變化。
本研究自土樣中篩選出32株可利用稻殼木質纖維素之菌株，並利用不同酵素活性的測試挑選出活性較高之菌株CY6-1進行後續實驗，此分離菌株CY6-1的四種酵素活性(CMCase, β-glucosidase, Avicelase, Xylanase) 活性皆優於對照組Phanerochaete chrysosporium BCRC36201。此分離菌株CY6-1經鑑定結果歸屬於Aspergillus japonicus var. japonicus。
本研究藉由超音波放射的方式來作為稻殼前處理之步驟，不僅可萃取稻殼中可用之纖維素與半纖維素，也可利用超音波所產生的噴流與局部熱點來震碎及破壞附著於稻殼表面的二氧化矽，此前處理可將稻殼前處理的時間由24小時縮短至1.5小時外，並提升1.4倍之半纖維素產率。所使用的超音波前處理條件為300W、28 kHz於80℃作用1.5小時，並以場發射掃描式電子顯微鏡觀察未處理與經超音波處理之稻殼的微結構變化，發現到經過超音波處理之稻殼表面較未處理之表面較光滑，但若超音波加上12% NaOH處理之稻殼表面則會有皺縮的現象產生。
在酵素活性測試方面，發現在不同稻殼克數、不同超音波前處理方式與不同時間的培養下，酵素活性皆以4 g /50 mL比例之超音波處理的稻殼(USRHM)培養時最佳，不僅有助於延長酵素活性的穩定性，且更可有效地提升β-glucosidase之活性，於培養第28天後可達5.62 U/mL，而xylanase的活性則於培養第10天達到7.37 U/mL。
以稻殼為基質之發酵液在經過28天的培養，其發酵液之組成主要以木四糖、木六糖與一些分子量較大之低聚木糖，其木寡醣產率可以達到1.17 mg/ mL(木四糖與木六糖)。 |