酸催化蒸汽爆破预处理提高蔗渣酶解性能研究

采用常规蒸汽爆破以及酸催化蒸汽爆破对甘蔗渣进行预处理,利用扫描电镜（SEM）对比观察这两种汽爆方法对残渣表面结构形态的影响,对比分析汽爆液的糖类、汽爆残渣组分,最后通过纤维素酶解试验评价汽爆残渣的酶解性能。结果表明,常规蒸汽爆破和酸催化蒸汽爆破均能提高蔗渣原料的酶解性能,但是常规蒸汽爆破需要在较高的处理压力（〉2.0MPa）下才能明显水解半纤维素,破坏纤维素的天然结晶结构,显著提高蔗渣的酶解性能。酸催化蒸汽爆破只需很低的汽爆压力（0.7MPa）就能充分水解蔗渣半纤维素,而且对蔗渣纤维天然结构的破坏程度也要大得多,残渣的酶解率达到49.1%,比常规同一蒸汽爆破压力条件下的酶解率（25.1%）几乎高出一倍。酸催化汽爆残渣的酶解性能随汽爆压力的提高而改善,从半纤维素到木糖的收率则随压力的升高而降低,采取两步蒸汽爆破法,将可以同时获得高的木糖收率和高的纤维素酶解效率。     

玉米秸秆稀酸-蒸汽爆破预处理和水解糖化的试验研究

考察了玉米秸秆经1%(w/w)稀硫酸和水分别浸泡后在不同汽爆压力(分别确定研究压力为1.5 MPa,1.8 MPa和2.0 MPa)和保压时间(分别为4 min,6 min和8 min)下进行蒸汽爆破预处理的处理效果。分析了预处理后固体和液体部分的主要成分和含量。通过考察预处理后固体部分经过纤维素酶作用后所得到的葡萄糖得率,确定了最佳的稀酸-蒸汽爆破预处理工艺。在1%稀硫酸预浸12 h后,采用1.8 MPa汽爆条件保压8 min,经过预处理玉米秸秆的最大葡萄糖得率为26.9 g/100g原料;在该条件下,预处理后过滤液中总糖得率最高为34.5 g/100 g原料。     

酶法制备低聚木糖的研究

利用木聚糖酶酶解小麦麸皮制备低聚木糖,为麸皮的深加工开辟了一条新途径.根据实验确定了木聚糖酶水解麸皮木聚糖的工艺条件,即酶浓度为1200 IU/g底物,木聚糖终质量分数为12%,水解温度为40℃,水解时间为6 h,总糖得率为57.12%,低聚木糖的得率为22.52%.对酶解液进行定性定量分析,结果表明,其主要成分为木二糖和木三糖.     

荻的蒸汽爆破预处理研究

研究了蒸汽爆破预处理对荻化学组成变化以及纤维素酶水解效率的影响,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱等分析爆破预处理对荻纤维形态、结构的影响.结果表明:蒸汽爆破预处理后物料中绝大部分半纤维素发生降解,部分木质素降解溶出,纤维素的相对含量有所提高;蒸汽爆破预处理后荻纤维表面和细胞壁受到不同程度的破坏,纤维素绝对结晶度降低,有利于酶水解作用进行;未处理原料的酶水解效率仅为14.38%,,蒸汽爆破预处理后纤维素酶水解效率最高达到了88.95%,.     

大豆秸秆纤维素菌水解条件的研究

以氨水预处理大豆秸秆为原料,研究了康氏木霉固态发酵产纤维素酶及纤维素酶水解的条件,结果表明:较适宜的产酶条件是温度30℃,pH5.0,培养基固液比1∶2.5,时间为96h,产纤维素酶活力为798.84FPU L,以所产纤维素酶进行酶水解,较适宜条件为:温度55℃、pH为5.6、时间36h、酶水解率为6.98%.由液相谱图经定性分析知酶解液的主要成分为葡萄糖、纤维二糖和木糖,为下一步乳酸发酵实验提供了参考数据.     

碱法-酶法处理玉米秸秆的制糖工艺研究

以天然玉米秸秆为原料研究碱法-酶法制糖工艺,考察了碱预处理条件对样品组分变化、酶解效率和总糖得率的影响。试验结果表明,碱预处理具有良好的木素脱除效果,但会伴随半纤维素的损失,为了获得高的总糖得率,必须适当降低预处理强度。试验范围内固液比1∶10,预处理条件为1.5 % NaOH,80 ℃下反应1 h时,总糖得率最高。固相中保留了近100 %纤维素和6958 %半纤维素,木素去除率为54.84 %。预处理样品在底物质量浓度30 g/L,酶用量为纤维素酶15 μmol/(min·g),纤维二糖酶30 μmol/(min·g),水解48 h,纤维素酶解得率从24.18 % 上升至71.29 %,半纤维素酶解得率达到78.85 %。整个工艺总糖得率为66.86 %,较未处理样品提高46.66 %。     

低聚木糖生产用木聚糖酶的制备和测定

采用沉淀剂G处理黑曲霉1—13菌株的粗酶液获得木聚糖酶制剂。通过聚丙烯酰胺凝胶电泳酶谱分析测定该酶制剂为单-木聚糖酶组分。经一系列研究结果表明,该酶制剂无β-木糖苷酶活力和羧甲基纤维素酶活力,水解玉米芯木聚糖的产物主要为木二糖和少量木糖。由此可见,此木聚糖酶制剂的底物专一性较强,可直接以玉米芯为底物,选择性水解玉米芯中的木聚糖,生产低聚木糖。     

添加外源物对蒸汽爆破玉米秸秆酶水解性能的影响

研究了8种添加物辅助单、双酶水解蒸汽爆破玉米秸秆的效果和规律。结果表明,在8种外源物中,添加Tween-80对β-葡萄糖苷酶和纤维素酶水解的促进作用最佳,可显著提高酶水解得率和酶活的稳定性。在底物纤维素质量浓度为50 g/L、纤维素酶用量为15.0μmol/(min.g)、β-葡萄糖苷酶用量为30.0μmol/(min.g)的条件下,添加4.0 g/L Tween-80反应48 h,纤维素水解生成葡萄糖和总还原糖的酶解得率分别达到86.85%和93.45%,较空白对照分别提高了7.34%和9.59%,其中可发酵性葡萄糖占总还原糖的92.94%。进一步考察该酶解条件下的蛋白质和酶活回收率,结果表明:添加Tween-80后可溶性总蛋白质的回收率提高了56.83%,β-葡萄糖苷酶和纤维素酶酶活回收率分别提高了16.87%和40.04%。     

不同预处理方法对棉秆酶水解的影响

研究稀硫酸法、亚硫酸法、亚硫酸盐法预处理的化学药品添加量对棉秆酶水解的影响,对预处理前后的棉秆进行扫描电镜观察,并对3种方法进行了比较.在固液比1∶4、温度180,℃、保温20,min的预处理条件下,纤维素酶用量(相对于绝干底物)10 U/g、纤维二糖酶用量(相对于绝干底物)3.6 U/g的酶水解条件下,稀硫酸法预处理在98%浓硫酸添加量为5.52%时,棉秆的酶水解转化率为42.63%;亚硫酸法预处理在亚硫酸添加量7%时,棉秆的酶水解转化率为81.25%;亚硫酸盐法预处理在98%浓硫酸添加量0.92%、亚硫酸氢钠添加量为8%时,棉秆的酶水解转化率为70.06%.     

甘蔗渣制备低聚木糖的工艺优化

甘蔗渣是一种常见的农业废弃物，对甘蔗渣制备低聚木糖的工艺进行优化，可为其高值化利用提供理论依据。本研究以甘蔗渣为原料，采用低浓度碱脱木质素-低强度酸水解-木聚糖酶酶解的工艺来制备低聚木糖，分别研究了碱处理浓度、碱处理温度和碱处理时间对木质素脱除率、木聚糖保留率的影响以及酸处理浓度、酸处理温度、酸处理时间对低聚木糖和木糖产率的影响，最后通过单因素试验结合响应面法对木聚糖酶酶解工艺进行优化。结果表明，低浓度碱脱木质素的处理参数为KOH溶液浓度0.3 mol/L、碱处理温度110℃和碱处理时间1.5 h,在此条件下木质素脱除率和木聚糖保留率分别达到57.8%和87.4%;低强度酸水解的处理参数为H₂SO₄溶液浓度0.1 mol/L、酸处理温度80℃和酸处理时间1 h,在此条件下的最优酶解工艺为酶用量22 U/g碱处理甘蔗渣(Alkali treated Sugarcane Bagasse, ASB)、酶解温度40.5℃、酶解时间4.3 h,得到的低聚木糖产量为12.66 g/L。本研究为甘蔗渣的高值化利用以及更好地制备低聚木糖提供了新思路和理论依据...