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 %。     

液态混合菌发酵优化纤维素酶组分

在里氏木霉和黑曲霉液态混合条件下培养纤维素酶,分析两个菌种的接种比和延迟黑曲霉的接种时间对产酶的影响,探讨两个菌种发挥协同作用的最佳条件。结果表明:黑曲霉延迟接种48 h及里氏木霉与黑曲霉接种质量比1∶1时,所产纤维素酶的滤纸酶活为1.163μmol/(min.mL);β-葡萄糖苷酶活为0.606μmol/(min.mL),β-葡萄糖苷酶活与滤纸酶活比值为0.521,比单一里氏木霉产纤维素酶的酶活高,并在后续的酶解效果对比中表现最佳。48 h时的酶解得率为65.61%,高于里氏木霉单一培养时所产纤维素酶的得率53.91%和商品纤维素酶的得率49.64%。说明通过混合发酵,纤维素酶的组分得到了优化。     

嗜热侧孢霉2441纤维素酶产酶条件优化及突变株选育

为了提高嗜热侧孢霉2441纤维素酶的产量,对产酶条件进行了优化,测定了酶的特性,对选育抗葡萄糖效应突变株和中温型突变株进行了探索.实验中酶活力测定以微晶纤维素、CMC-Na和水杨苷为底物,DNS法测定还原糖;产酶条件优化采用正交试验设计,以微晶纤维素酶活为指标;通过NTG诱变和UV诱变选育抗葡萄糖效应突变株和中温型突变株.结果表明:产酶条件优化后,嗜热侧孢霉2441的纤维素酶活极显著提高(P0.01);2441的微晶纤维素酶、CMC-Na酶和β-葡萄糖苷酶的最适作用温度分别为60℃、65℃、70℃,最适作用pH值均为5.5,温度高于70℃及碱性条件下,酶活力显著下降;选育的抗葡萄糖效应突变株N20-01,微晶纤维素酶活提高13.203%,CMC-Na酶活提高47.176%,β-葡萄糖苷酶活提高119.517%;选育的中温型突变株U40-03,在32℃培养时与2441在45℃培养时相比,微晶纤维素酶活提高11.411%,CMC-Na酶活提高29.484%,β-葡萄糖苷酶活提高54.759%.     

康宁木霉液态发酵高产纤维素酶和木聚糖酶的研究

对选育的一株康宁木霉（Trichoderma koningii）QF-02进行了液态发酵生产纤维素酶和木聚糖酶的研究。实验结果表明：碳源的种类及性质是影响产酶的关键因素,价廉易得的天然稻草是其产酶的良好碳源。在培养基组成为40目稻草粉4g、Mandels营养液100mL、起始pH值4.8的优化培养条件下,摇瓶培养120h所得3种酶的平均活力分别为：滤纸酶活（FPA）1.43IU/mL, β-葡萄糖苷酶活0.36IU/mL, 木聚糖酶活176.8IU/mL。与商品纤维素酶制剂相比,在FPA载量相同(3FPU/g原料)的情况下,自制的复合酶在水解碱预处理稻草和天然稻草时,总还原糖产量比商品纤维素酶提高55%和40%,葡萄糖产量提高33%和12%。研究结果还表明木聚糖酶和纤维素酶具有协同酶解木质纤维素的作用。     

红柳制备低聚木糖和纤维低聚糖的研究

以固沙先锋植物红柳为原料,经蒸汽爆预处理,采用纤维素酶法水解制备低聚木糖和纤维低聚糖。将100g红柳于温度200℃、维压时间3 min条件下蒸汽爆破处理,蒸爆液中获得8.74 g低聚木糖,低聚木糖得率49.80%。红柳蒸汽爆破物料在用碱量25%(以Na2O计)、固液比1∶6(g/m L)、硫化度30%、160℃电加热油浴锅中处理90 min,木质素脱除率96.20%,纤维素回收率82.80%。蒸汽爆破-硫酸盐处理红柳于底物质量分数5%、50℃、p H为4.8条件下,经酶用量为20μmol/(min·g)的低β-葡萄糖苷酶活力纤维素酶三段水解24 h,纤维低聚糖得率49.03%,纤维素酶对纤维低聚糖的选择性60.09%。蒸汽爆破预处理适用于红柳制备低聚木糖,三段水解技术有利于预处理红柳渣制备纤维低聚糖,选择性高。     

绿液预处理对毛竹化学成分及酶水解糖化的影响

毛竹是重要的木质纤维素类能源作物之一,为提高毛竹的酶水解糖化效率,研究了不同总用碱量(TTA)和温度下,绿液(碳酸钠+硫化钠)预处理对毛竹的化学成分及酶水解的影响。结果表明:随着预处理用碱量增加和温度的提高,木质素的脱除率上升,但同时也加剧了碳水化合物的降解。预处理后的浆料用CellicCTec2复合酶进行酶水解,结果表明随着预处理用碱量和温度的提高,各聚糖得率均有所上升。优化得到绿液预处理毛竹最优条件为:最高温度160℃,用碱量16%,硫化度25%。此条件下的浆料得率为68.3%,脱木质素率为44.6%。所得浆料在纤维素酶用量40μmol/(min·g)下酶水解后,葡聚糖、木聚糖和总糖得率分别为64.9%、48.0%和58.1%。     

绿液预处理对毛竹化学成分及酶水解糖化的影响

毛竹是重要的木质纤维素类能源作物之一,为提高毛竹的酶水解糖化效率,研究了不同总用碱量(TTA)和温度下,绿液(碳酸钠+硫化钠)预处理对毛竹的化学成分及酶水解的影响。结果表明:随着预处理用碱量增加和温度的提高,木质素的脱除率上升,但同时也加剧了碳水化合物的降解。预处理后的浆料用CellicCTec2复合酶进行酶水解,结果表明随着预处理用碱量和温度的提高,各聚糖得率均有所上升。优化得到绿液预处理毛竹最优条件为:最高温度160℃,用碱量16%,硫化度25%。此条件下的浆料得率为68.3%,脱木质素率为44.6%。所得浆料在纤维素酶用量40μmol/(min·g)下酶水解后,葡聚糖、木聚糖和总糖得率分别为64.9%、48.0%和58.1%。     

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％．     

纤维素在离子液体-水介质中酶解的研究

在20%1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体([Emim]Ac)和水的混合溶液中,用纤维素酶和纤维二糖酶协同降解纤维素生产葡萄糖和其它还原糖,检验了2种酶的酶活比对纤维素降解的影响以及离子液体对2种酶的酶活的影响.结果表明,在适当的酶活比(如0.19)下,纤维素酶和纤维二糖酶可以有效协同纤维素的酶解,并显著提高葡萄糖(35.2%,72 h)和还原糖的产率(86.5%,72 h).葡萄糖和还原糖的生产在72 h后仍然持续增加.纤维素酶和纤维二糖酶的活性在[Emim]Ac中都会受到不同程度的影响.纤维二糖酶的酶活在反应初始的3 h陡降66.5%,但是随后会显示出在低酶活水平上的稳定性.     

汽爆玉米秸秆渣诱导产纤维素酶及其水解特性

为提高玉米秸秆的生物降解效率,研究了汽爆处理玉米秸秆渣对纤维素酶的诱导作用及所产纤维素酶的水解特性。结果表明：玉米秸秆采用汽爆处理可以去除大量的半纤维素成分,获得的汽爆渣对里氏木霉NL02合成纤维素酶的诱导作用良好,以10 g/L的汽爆渣为碳源发酵7 d滤纸酶活达到1.90 U /mL。发酵5 d获得的汽爆酶水解效果最佳,当酶用量25 U/g,底物质量浓度50 g/L条件下,水解24 h酶解得率达到95.9%,水解48 h葡萄糖产率为76.4%。当汽爆渣质量浓度为80 g/L,酶用量为15 U/g时,48 h酶解效率达到90.1%,葡萄糖产率为62.9%。     

里氏木霉液体发酵选择性合成果胶酶

在摇瓶液体发酵的条件下研究了碳源、氮源、酵母汁和营养盐等因素对里氏木霉选择性合成果胶酶的影响规律,并测定了酶学性质。结果表明:从经济角度考虑宜选用脱汁橘皮粉制备果胶酶;在Mandels营养盐中添加1.0 g/L蛋白胨适合于里氏木霉产果胶酶;以25 g/L脱汁橘皮粉液体发酵48 h,果胶酶活力最高值达到32.6μmol/(min.mL),其中纤维素酶和木聚糖酶的活力被分别控制在0.18、0.63μmol/(min.mL)。该果胶酶的最适pH为6.0,最适温度为50℃,以16μmol/(min.g)的果胶酶振荡水解10 g/L商品果胶粉50 h,酶解得率达80.3%。高效液相离子色谱的分析结果显示果胶酶的主要水解产物为单体半乳糖醛酸,含量达总水解产物的82.5%以上。     

金属离子及表面活性剂对纤维素酶水解预处理玉米秸秆的影响

研究了不同的金属离子及表面活性剂对纤维素酶水解的影响,试验表明添加某些金属离子及表面活性剂能够促进纤维素酶的水解,其中Cu2 和Tween80促进效果最佳。50g反应体系在pH 5.0、温度50℃、预处理玉米秸秆（PCS）10 wt%、1300纤维素酶(泽生科技)加入量1g条件水解3 h,添加20 mg/L Tween80的水解液中还原糖浓度比不加Tween80时提高21.3%;添加0.13 mmol/LCu2 的水解液中还原糖浓度比不加金属离子时提高38.2%。     

镰刀菌（Fusarium sp.）ZW-21的鉴定及其利用玉米秸秆水解液发酵产乙醇研究

本研究通过筛选获得一株能发酵玉米秸秆水解液产乙醇的丝状真菌ZW 21,经18S rDNA序列分析鉴定其为镰刀菌属( Fusarium sp. )。研究发现,该菌株能够利用玉米秸秆水解液产生乙醇。对水解液糖浓度、氮源、pH值、温度、接种量和表面活性剂等因素进行了研究,并从中筛选出酵母膏和Tween 80两个因素采用响应面分析进一步优化,最终获得利用菌株Fusarium sp. ZW 21产乙醇的优化培养基为：玉米秸秆水解液50 g/L,酵母膏10.19 g/L , KH2PO4 10 g/L,MgSO4·7H2O 0.5 g/L, Tween 80 0.423 g/L, pH值 6.0,接种量为8%（V/V）,培养温度32 ℃,在限氧条件下培养5 d,其乙醇最高产量为22.1 g/L。     

玉米秸秆瞬间蒸汽爆破预处理的回归优化和结构分析

采用响应面法回归分析优化瞬间蒸汽爆破预处理玉米秸秆过程,研究了汽爆压强、维压时间以及填料量三因素对酶解糖产率的影响,基于Box-Behnken设计,分析并获得了一个二阶线性方程模型,能够较好地拟合实验值。获取的最优条件为汽爆压强3.5MPa,维压时间50s,填料量60g,此时糖产率达到54.37%,相比于未处理物料,其糖化率提高了1.88倍。采用扫描电镜、X射线衍射分析以及傅里叶红外光谱对处理前后的物料进行结构和组分分析,与未处理的物料相比,处理后的物料结晶度明显降低,颗粒度减小,可及度显著提高。     

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。     

玉米秸秆预处理优化实验条件研究

目的:探索一种高效预处理玉米秸秆的方法.方法:低浓度的湿热酸或碱在高压蒸汽(121℃,0.1 Pa)条件下,对玉米秸秆进行预处理.结果:从还原糖产量方面考虑,以1%硫酸按固液比1∶5处理玉米秸秆40 min为最宜.从木质素降解方面考虑,相同条件下氢氧化钠预处理,还原糖产量极低,但木质素含量降低明显,有利于进一步酶解作用.     

杨树木屑废弃物酶解液发酵制备富硒酵母的研究

以杨树木屑为原料,考察了固液比、酶添加量、pH和酶解时间对其酶解效果的影响。通过优化酶解条件制得葡萄糖质量浓度为55 g/L的酶解液,将酶解液作为碳源替代传统培养基中的葡萄糖,其他营养成分不变,发酵制备富硒酵母,重点研究了酵母菌在酶解液中的生长情况和富硒能力。结果表明,酵母在酶解液培养基中长势良好,5 L发酵罐发酵36 h后,每L发酵液酵母干重23.9 g,单位酵母硒含量超过3 500 μg/g。     

培养单细胞蛋白的玉米芯水解条件研究

通过单因素搜索和正交实验对以 Ｃａｎｄｉｄａ ｂｏｉｄ ｉｎｉｉ Ｎｏ２２０１ 之诱变株 Ｙ－ １０８ 利用玉米芯水解液生产 Ｓ Ｃ Ｐ 的酸水解工艺进行了研究。本文报道了玉米芯原料酸水解工艺中,预处理方式、料液比、水解温度、时间、酸浓度等对水解还原糖得率和细胞产量的影响,结果表明,适宜的酸水解条件为 １∶８ 的料水比、１５％ 的硫酸、在 １２０℃的温度下直接水解 ３ｈ,其还原糖得率高达 ４３％ 左右,菌体产量平均在２３ｇ／ Ｌ。