木质纤维素薄膜制备与酶解过程的QCM-D分析

耗散型石英晶体微天平(QCM-D)是基于石英晶体的压电效应对其电极表面质量变化进行测量的仪器,已被证明是一种高灵敏的在线表界面过程分析工具.本文综述了近年来木质纤维素薄膜制备及应用QCM-D研究其酶解过程的分析进展,分别从薄膜制备、纤维素酶吸附(纤维素、木质素、混合底物)、酶解历程分析、动力学建模等4个方面进行简要介绍.上述研究成果有助于理解纤维素酶与木质纤维素的相互作用规律,为设计新型复配酶制剂、深刻理解纤维素酶解机制提供基础和指导.     

纤维素酶及其应用介绍

纤维素酶是具有纤维素降解能力酶的总称,它们协同作用分解纤维素,所有能利用晶体纤维素的微生物都能或多或少地分泌纤维素酶,这些酶具有不同的特异性和作用方式。不同的纤维素酶能更有效地降解结构复杂的纤维素。     

香菇栽培过程蔗渣培养基主要组分的降解和有关酶活的变化

以蔗渣为主要原料,添加少量麦麸栽培香菇,在培养的不同阶段,分析测定培养物的主要化学组成和有关酶活的变化。实验结果表明,香菇能大量利用栽培基质,至栽培终止时(200天),干物质消耗约80％;半纤维素、纤维素和木质素分别降解85％、80％和70％。基质的降解有一定阶段性,主要在栽培的前、中期。纤维素与木质素同时降解。滤纸纤维素酶、羧甲基纤维素酶和β葡萄糖苷酶以及半纤维素酶的活性,从菌丝生长阶段开始逐渐提高,至菇蕾生长时达到不同水平的活性高峰,采菇开始时迅速降至较低水平,而后继续缓慢下降(β-葡萄糖苷酶后期又回升除外)。多酚氧化酶和过氧化物酶只在菌丝生长时期出现,至子实体形成时期即行消失。     

钢球振荡酶解汽爆麦草的研究

为了寻求一种提高纤维素酶解速度和转化率的新方法,采用静置、摇床振荡和钢球振荡三种不同的酶解方式进行汽爆麦草酶解和吸附实验。结果表明，钢球振荡方式不但增加了汽爆麦草对纤维素酶的吸附量，而且明显提高了酶解速度和底物转化率。采用钢球振荡进行汽爆麦草酶解的最佳酶活性浓度为3.6×10-7 mol/（s•mL），最佳转速为150 r/min，最佳酶解时间为24 h，还原糖得率为0.43。用环境扫描电镜观察三种不同方式酶解后的汽爆麦草的形态，经分析发现，钢球振荡还有助于减少产物对酶的抑制和提高底物对纤维酶的吸附和解吸频率。     

纤维素酶的研究进展

纤维素酶是能将纤维素分解为葡萄糖的一类酶.利用纤维素酶降解是处理纤维素废弃物的最有效方法.本文综述了纤维素酶分子结构,降解纤维素的机制,纤维素酶的提取及应用.并对纤维素酶的发展作了进一步的展望.     

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%,.     

纤维素酶酶解苹果渣的工艺条件

研究了纤维素酶酶解苹果废干渣转化为还原糖的适宜条件 ,实验讨论了不同的温度、酶解时间、酶解底物初始 p H值、底物质量分数、纤维素酶添加量及碱处理条件下对酶解效果的影响。实验结果表明 ,纤维素酶酶解苹果干渣的最适宜条件是在不经过碱处理 ,50℃ ,p H初始值为 5.0 ,纤维素酶用量为每克底物 2 0× 0 .0 1 667× 1 0 -6mol/s的情况下酶解 1 2 h,而底物质量分数在实验所选时间范围内对酶解效果无明显影响     

酶水解纤维素条件的优化

为了探究酶水解纤维素的最优条件,以麦草浆为原料,研究纤维素酶用量、pH、水解温度、底物质量分数和酶水解时间对酶水解得率的影响,通过正交实验对酶水解纤维素的工艺条件进行优化.最佳条件为:酶用量27,U,pH,5.5,水解温度50,℃,底物质量分数2%,水解时间60,h.在此条件下,酶水解得率可以达到75.8%.     

利用微生物发酵生物质生产酒精工艺

生物质由纤维素、半纤维素、木质素和可溶性固形物组成,利用产纤维素酶的微生物或纤维素酶先将纤维素水解成可发酵性的糖,然后经微生物作用将其发酵成酒精。主要的工艺过程包括预处理、水解和发酵。     

β-葡萄糖苷酶促进纤维素降解的应用

为了提高纤维素酶的作用效率，降低薯蓣皂苷元提取过程中纤维素带来的传质阻力，从而提高薯蓣皂苷元产率，在酶解的预处理过程中对糖液进行分离并添加β-葡萄糖苷酶分解体系中的纤维二糖．通过对不同预处理方式进行比较，考察了β-葡萄糖苷酶在纤维素降解过程中的作用，分析了纤维素酶的作用机制和抑制机理，认为葡萄糖和纤维二糖对纤维素酶的抑制作用不可忽略利用实验结论对酶催化提取薯蓣皂苷元的工艺进行改进，使产率提高了29．3％．     

Adsorption Equation and Adsorption Paramenter of Cellulase to Cellulose Fibres in Biofinishing

Adsorption isotherms for SF cellulase from Trichoderma pseudokoningii on cotton, flax and viscose yarns were investigated to provide information about cellulase-cellulose binding on different types of cellulosic fibres. The half-saturation constants and maximum adsorption constants suggest that SF cellulase has greater affinity for viscose than for cotton and greater affinity for cotton than for flax. It is suggested that this is related to the different crystallinities and microporous structures of these fibre types. The fraction of adsorbable protein in the total cellulase was found to be the same for each of the three cellulase substrates.     

纤维素酶对纤维素纤维酶解动力学的研究

提出了纤维素酶对纤维素纤维的酶解率与处理时间和酶的初始浓度的经验关系式,以及纤维素酶对纤维水解反应的动力学解示方程,该方程能有效地预测和控制生化处理中纤维素酶对织物的加工过程。利用动力学方程,能够得到酶浓度无限大时纤维经过t时间处理后的最大酶解量（Ymax）和半最大酶解常数K‘。实验结果表明,在相同的实验条件下,SF纤维素酶对纤维的酶解极限程度为粘胶>棉>亚麻纤维,而要达到相同的酶解率,亚麻纤维所需的酶用量最高,棉其次,而粘胶最低。纤维的酶解速率与纤维素酶的浓度有很大的关系,在低浓度的情况下,酶解速率与酶浓度近似成正比,而在高浓度的情况下,酶浓度的增加对酶解的促进作用逐渐减弱,因此,在实际的工艺处理过程中,选择过高的酶浓度是不合理的。     

天然纤维素发酵残渣诱导高活性纤维素酶的研究

用天然纤维素发酵残渣培养木霉 Trichoderma sp.T_(22),生产高活性纤维素酶,并讨论了影响纤维素酶诱导合成的诸因素。发酵残渣连续使用4次,纤维素酶的滤纸酶活性分别提高了32.8%,56.0%,29.3%和1.7%。     

分解纤维素菌HT3的筛选及酶活力测定

从不同榈中分离出能分解纤维素菌２９株，经复筛得到产纤维素酶活力较高菌有６株，其中ＨＴ３细菌酶活力最高。该菌产酶为胞外分泌，在最适条件下培养，酶活力可达５．１Ｕ。     

超声波对纤维素酶活力的影响

通过外加超声场对纤维素酶活力影响的实验研究发现:较低功率的超声波能使孢子的酶活力有一定提高;在无底物时纤维素酶活力下降,而底物存在时可使纤维素酶的活力有一定提高;超声功率与超声振荡时间对纤维素酶活力影响显著.     

HYDROLYSIS OF PAPER-DISHWARE WASTES BY CELLULASE

The optimum conditions of hydrolysis of cellulosic wastes by cellulase were studied. The results show that the optimum conditions of sulfuric acid pretreatment were sulfuric acid consistency 0.3M,pretreatment temperature 100℃, pretreatment time 4hours. After sulfuric acid pretreatment, the optimum conditions of hydrolysis by cellulase were enzymatic temperature 50℃ ,enzymatic time 48hours,pH4.8,the charge of cellulase 100IU/g and the substraste consistency 60g/l. Meanwhile this paper studies that the structural change of cellulose during sulfuric acid pretreatment and cellulase hydrolysis by analyzing the infrared spectra.     

酶酸结合法降解植物纤维素新工艺

以麦秸为材料,研究乙酸、盐酸等对纤维素酶降解纤维素的影响;设计出降解纤维素的2个工艺方案:方案1是先酸解后酶解;方案2是先酶解后酸解。在这2种工艺方案基础上,研究一种酶酸循环降解法(CDCA法)。研究结果表明:方案2优于方案1;CDCA法亦明显优于方案1和方案2;以CH3COOH,HCl和纤维素酶为降解剂,在常压、温度低于100℃、反应12～15 h的条件下,CDCA法能使纤维素转化成葡萄糖的转化率达98.68%,反应终液中葡萄糖质量分数达5.38%;与常规技术相比,CDCA法只需25%的醋酸、50%的盐酸和少量的酶,可以大幅度地降低纤维素转化成葡萄糖的成本;本研究的酶酸结合法降解纤维素新工艺具有条件温和、工艺简单、成本低和周期短等特点,该工艺方法可为发酵工业上以纤维素为原料从事乙醇、抗生素、SCP等产品的开发生产及环保上固态生活垃圾的生物处理提供科学依据。     

化学因素对纤维素酶活性的影响(Ⅰ)

纤维素酶早在1906年就已被发现,但直到50年代才引起各国研究者的浓厚兴趣。这类酶可广泛用于农产品加工、食品、饲料和兽药的生产、石油压裂液的处理;也可用于科学研究(如细胞融合的研究)。当今世界,人口爆增,粮食紧缺,能源日趋枯竭和环境污染日益严重。因此,利用纤维素酶来开发新能源并防止纤维素度物的污染是一项很有意义的工作。目前,把天然纤维系转变为新能源的关键,在于纤维素酶的生产费用在生产总成本中占的比重过大。为此,首要的问题是提高酶活性,降低成本。近几年来,已开始试图利用遗传工程技术和细胞融合技术来提高纤维素酶活性,在代谢调控方面的研究也不少,主要研究工作仍集中在菌种选育方面。     

茶碱对美味侧耳胞外多酚氧化酶和纤维素酶活性的影响

本文以美味侧耳为实验菌研究了茶碱对胞外多酚氧化酶和纤维素酶活性的影响.多酚氧化酶活性测定是用邻甲氧基苯酚为底物,用分光光度法测定.纤维素酶活性测定是以微晶纤维素和 CMC 为底物,用 DNS 法测定还原糖生成量.结果表明:当棉子壳培养基中茶碱浓度为0.5～2ppm 时,酶活提高极为显著,这一结果与茶碱促进菌丝生长和子实体形成的效应相吻合.     

绿色木霉产纤维素酶降解各种废纸效果研究

绿色木霉3.3744菌株所产纤维素酶对草稿纸、复印纸、滤纸、包装材料和新闻纸等五种类型废纸有不同的降解效果。结果表明:包装材料作为底物时的纤维素酶酶活始终较高,因而最终降解效果也最好,酶解4小时后酶活仍为2.72U/mL。就酶解速度来说,以新闻纸为底物时最高,在酶解1小时后酶活力即达2.52U/mL。液体培养所得纤维素酶活力在2～3天时间达到最高,其中以打印纸和新闻纸作为碳源时纤维素酶活力最高,在三天后分别达到4.31U/mL和3.64U/mL。