蔗渣木聚糖制备低聚木糖的最优复合酶降解工艺研究

【目的】研究复合酶酶解蔗渣木聚糖制备低聚木糖的方法。【方法】采用混料试验设计中的单纯形质心方法对木聚糖酶 A,木聚糖酶B和α-L-阿拉伯糖苷酶3种酶进行配方设计试验,以低聚木糖得率为评价指标。【结果】低聚木糖得率的最优酶复合配比为木聚糖酶 A 39．5％,木聚糖酶B 25％,α-L-阿拉伯糖苷酶35．5％,在此条件下预测低聚木糖得率为85．20％。【结论】该配比能显著提高蔗渣木聚糖酶解效率和低聚木糖的产率。     

蔗渣乙醇预处理及其对酶解的影响

采用自催化乙醇法对蔗渣原料进行预处理,并通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、X射线衍射仪对预处理样品进行分析,然后进行酶解.结果表明:蔗渣原料经乙醇预处理后,有大量木质素溶出和半纤维素水解;预处理样品的相对结晶度提高了32.97%;蔗渣纤维表面碎化,细小纤维暴露出来,极大地提高了酶解效率;当温度为195℃、乙醇体积分数为40%、保温时间为30min时,蔗渣原料木素去除率为57.97%,此时100g蔗渣原料经此预处理所得预处理液中的木糖量为8.59g,占原料中总木糖的35.16%,预处理样经酶解,所得酶解液中葡萄糖含量为40.29g,占原料中总葡萄糖的92.15%;初步实现了蔗渣原料中半纤维素和纤维素的逐步分离,同时得到大量乙醇木素;最优酶用量为10FPU/g(以每克固体浆料计),固液比为1∶40(g/mL).     

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。     

改性蔗渣活性炭对苯酚的吸附性能

为研究不同的改性条件对蔗渣活性炭吸附苯酚性能的影响,制备出H3PO4活化的蔗渣活性炭,分别用稀硝酸改性法、热氧化改性法、微波改性法对蔗渣活性炭进行改性,通过红外表征、BET比表面积分析、Boehm滴定、吸附试验对结果进行分析。分析结果表明:蔗渣活性炭经稀硝酸改性后,增加了蔗渣活性炭表面酸性含氧极性基团的数量,对苯酚的吸附减少。微波处理使蔗渣活性炭比表面积变化不大,孔容稍有缩小,酸性基团减弱,碱性基团增强。在同等吸附条件下,微波改性蔗渣活性炭去除苯酚的效果最佳,其次是热氧化改性蔗渣活性炭。通过拟合表明,苯酚在新型蔗渣活性炭上的吸附符合Freundlich吸附。     

木糖产乙醇微生物的育种研究进展

甘蔗渣水解产物中含量第二高的是木糖，利用微生物高效转化木糖产乙醇是目前蔗渣纤维综合利用的关键途径之一，但野生型酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）不能利用木糖发酵产乙醇，这成为当前纤维素乙醇实现产业化生产的主要瓶颈之一。本文从微生物木糖代谢途径、利用木糖产乙醇的微生物、木糖产乙醇基因工程菌的构建、利用传统诱变方法改良木糖乙醇菌种等4个方面综述当前木糖产乙醇微生物的育种研究进展，指出木糖乙醇发酵最为理想的微生物菌种和最有应用前景的微生物分别是树干毕赤酵母（Pichia stipitis）和酿酒酵母基因工程菌，为改良木糖乙醇微生物提供理论依据。     

发酵蔗糖化液产乙醇菌析的选育

利用纤维生物质生产生物燃料是解决当今世界能源和环境问题的重要途径.本研究从腐烂蔗渣、酒曲、酒糟等样品中分离到一批产乙醇菌株,通过高浓度乙醇选择性培养基筛选、TTC法复筛以及发酵乙醇能力分析,筛选得到一株发酵蔗渣糖化液能力较强的菌株.通过对菌落形态观察、电镜图片分析、18S rDNA基因序列分析,确定该菌株属于酿酒酵母属,命名为Saccharomyces cerevisiae Q2-1.优化了S. cerevisiae Q2-1发酵蔗渣糖化液产乙醇条件,当起始pH为 5.5、发酵温度为30 ℃、糖化液中硫酸铵浓度为0.4%时,静置发酵60 h后,发酵率可达89.2 %,蔗渣产乙醇率ω=13.6 %.     

假丝酵母Candida sp.木糖发酵生产乙醇

研究了供氧水平、培养基初始pH值、木糖质量浓度等条件对假丝酵母1779A木糖发酵生产乙醇的影响．结果表明：在温度（30℃）、转速（150r／min）恒定的条件下,假丝酵母木糖发酵生产乙醇适宜在半好氧务件下进行,乙醇产生的最适初始pH值为5．0,最适木糖质量浓度为60g／L,最大乙醇转化率为62．1％．假丝酵母木糖发酵生产乙醇存在葡萄糖效应,以葡萄糖与木糖的质量比3：1混合发酵生产乙醇时的产量比单独木糖发酵生产时的高57．6％．     

微波预处理结合复合酶水解蔗渣

蔗渣是蔗糖加工废弃物,微生物利用蔗渣水解物作为碳源进行发酵可生产乙醇、乳酸等能源物质和化工原料,具有重要应用价值.采用微波加热结合酸碱处理工艺破坏蔗渣致密结构并去除木质素,比较4种商品纤维素酶对经预处理的蔗渣的酶解效果.最后针对蔗渣的复杂结构采用了复合酶酶解工艺.结果表明将蔗渣按1∶50固液比,在微波功率为280 w下加热,先于1%NaOH处理10 min,然后再于1%H2SO4处理5 min可有效破坏蔗渣的致密结构,去除部分木质素.采用的4种商品纤维素酶中,Yacult R-10纤维素酶酶解效果最好,最佳酶解条件为添加4 000 U/g预处理蔗渣,pH5.5,温度50℃,酶解时间12 h.采用复合酶组合(纤维素酶,果胶酶,木聚糖酶和半纤维素酶12∶2∶3∶5)酶解蔗渣得到酶解液总葡萄糖质量浓度为5.99 g/L.     

从蔗渣碱法制纸浆黑液中提取木质素

本文采用ＳＯ２酸化法提取蔗渣碱法制纸浆黑液中的木质素,探讨黑液中木质素的ＳＯ２酸化沉析特性,通过分析蔗渣木质素的紫外吸收光谱特性测定其提取率,考察了影响木质素分离提取的条件因素,提出提取木质素的最佳工艺条件     

玉米秸秆中半纤维素水解条件的优化

通过响应曲面法,研究了反应温度为121℃时,不同硫酸浓度和反应时间对玉米秸秆中半纤维素水解为木糖的产率以及选择性系数的影响.建立了木糖产率和选择性系数对硫酸浓度和反应时间的两个二元二次多项式数学模型,借助模型方程及统计软件,得到了符合木糖产率大于750/0,相关系数大于4.0 g.g-1的水解条件,并找到了硫酸浓度为2.00/0,水解时间为43 min的最佳工艺条件.在最佳工艺条件下得到的实验结果与模型预测值非常吻合,表明该模型适用于半纤维素的水解过程.     

CSLF法提取蔗渣半纤维素工艺条件的响应面优化

利用中心组合设计法(CCD),对蔗渣半纤维素的纤维素溶剂的木质纤维素组分分离(CSLF法)进行优化.在单因素实验的基础上,确定磷酸质量分数、磷酸蔗渣液固比和水浴温度是影响蔗渣半纤维素提取的3个关键因素.以半纤维素提取率为响应目标,采用CCD和响应面分析法(RSM),确定CSLF法半纤维素的最佳提取工艺:磷酸质量分数为83%,磷酸蔗渣液固比为8.95 mL·g^-1和水浴温度为48.94 ℃.结果表明:蔗渣半纤维素提取率可达到75.29%,比优化前提高9%.     

薄层色谱法控制膨胀单体合成中双取代物水解反应

本文建立了控制双取代物水解反应的薄层色谱分析方法:用硅胶GA型薄层板;乙酸乙酯——异丙醇——水为展开剂;二苯胺——苯胺——磷酸——丙酮溶液为显色剂,测得双取代物的R_f0.84;单取代物的R_f0.54;木糖的R_f0.05。并对展开剂、层析板、显色剂的选择以及水解反应的条件进行了讨论。     

生物脱毒改善蔗渣水解物木糖醇发酵性能的研究

为提高热带假丝酵母Candida troplicalis 1-18代谢产物木糖醇的产量,本研究以蔗渣半纤维素稀酸水解物作为研究材料,以生物脱毒菌株东方伊萨酵母Issatchenkia orientalis S-7细胞干重、水解物在280 nm处紫外吸收物含量、木糖醇产量作为评价指标,考察尿素、pH值、脱毒时间、预浓缩比例和细胞循环利用等5个因素对蔗渣半纤维素稀酸水解物木糖醇发酵性能的影响。结果表明,蔗渣半纤维素稀酸水解物采用Ca（OH）₂调节pH值为5,预浓缩至1/2体积,添加2 g·L^-1尿素,东方伊萨酵母S-7生物脱毒40 h,脱毒后水解物预浓缩至木糖浓度为150 g·L^-1时,热带假丝酵母1-18发酵的木糖醇产量最高,达134.5 g·L^-1,比对照组高出70 g·L^-1;循环利用细胞进行生物脱毒,脱毒时间缩短13 h;循环利用热带假丝酵母1-18对生物脱毒水解物进行产醇发酵,木糖醇产量达163.8 g·L^-1,生成速率为5.85 g·L^-1·h^-1,比第一代发酵（1.95 g·L^-1·h^-1）提高2倍。生物脱毒是改善木质纤维稀酸水解物木糖醇发酵性能的有效手段。     

浓酸水解蔗渣纤维质的动力学研究

研究硫酸和磷酸水解蔗渣的动力学。考察了酸浓度、固液比、粒度、温度对水解速率和糖产率的影响，以及水解蔗渣的结构特征，如电镜扫描颗粒表面、Ｘ—衍射结晶和比表面积等的变化，并建立了水解的动力学模型。     

THE SHEAR-THINNING PHENOMENON OF BAGASSE KRAFT BLACK LIQUOR FLUID

INTRODUCTIONKraft black liquor composition is very complicated. Generally, it is a complex and multiphase fluid, which consists of organic and inorganic components. The total solids content in black liquors has a great effect on its fluidity and deformation. To the wood black liquor, there have already been detailed researches on their flow properties and many theoretic or practical results have been concluded in the literatures [1-8]. But to non-wood black liquor, the previous researches…     

蔗渣稳定流态化床的形成机理及其特性研究

根据蔗渣颗粒的固有性能,研究通过添加特殊介质的方法来使蔗渣形成稳定的流态化床,并探讨了这种流态化床的形成机理以及有关的特性,提出了宏观碰撞—惯性物理模型。     

甘蔗渣的研究进展

综述了甘蔗渣的研究进展,包括甘蔗渣纤维素的结构、性质、改性方法及甘蔗渣在工业、建筑业、生物、农业及预防医学上的综合利用.     

蔗渣的润湿性能研究

用Ｗａｓｈｂｕｒｎ动态法测量了水和表面活性剂水溶液对蔗渣的接触角，比较它们对蔗渣的润湿性能，并进行了小榨机压榨模拟试验。结果表明，与纯水相比较，表面活性剂水溶液对蔗渣的接触角较小，润湿性能较好，同时，蔗汁的转光度升高，而蔗渣的转光度降低了。