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%。     

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。     

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 %。     

双螺杆挤压耦合碱预处理对芦苇酶解效果的影响

为了提高芦苇中木质纤维素的利用率,减少预处理过程中的能耗、水耗及废水,对双螺杆挤压耦合碱预处理芦苇的工艺条件及酶解效果进行了研究。首先,考察双螺杆螺纹元件、螺杆转速、碱用量、处理温度和保温时间对芦苇酶解效果的影响,对比不同预处理前后芦苇纤维结构和化学组成的变化;其次,通过对预处理后芦苇的逆流洗涤工艺进行优化,分析芦苇的化学组分和酶解得率;最后,采用扫描电镜和傅里叶变换红外光谱仪对预处理前后芦苇的纤维结构进行表征。结果表明：采用双螺杆挤压在KOH用量为4%（质量分数）、温度为90 ℃、保温2 h、逆流洗涤用水量的固液比（m/v）为1∶8的条件下,能够有效破坏芦苇纤维结构,脱除表面蜡质,木质素脱除率达到72%,预处理后芦苇在较低纤维素酶用量（10 FPU/g底物）下,水解48 h后总糖得率达到0.45 g/g（干芦苇）。因此,双螺杆挤压耦合碱预处理可以提高芦苇酶解转化利用率,工艺过程能耗低、水耗低、无废水排放,为芦苇原料化利用提供了一种低成本、绿色可行的技术方案。     

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.     

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...     

绿液预处理过程中杨木木质素结构的变化

以绿液(Na₂S和Na₂CO₃)对杨木进行预处理,研究了预处理条件对木质素脱除的影响,并用碱性硝基苯氧化表征预处理后木质素化学结构特征的变化。结果表明:杨木原料木质素的碱性硝基苯氧化产物的总得率为2.61 mmol/g,其木质素非缩合部分紫丁香基结构的硝基苯氧化降解产物与愈疮木基摩尔比n(S+SA)/n(V+VA)为2.0; 随着预处理H-因子的升高和用碱量的增加,杨木浆料的木质素脱除率上升,n(S+SA)/n(V+VA)下降; 杨木浆料残余木质素的缩合程度随着木质素脱除率的增加而增大,且紫丁香基丙烷结构比愈疮木基丙烷结构在绿液预处理过程中更容易断裂。     

鳙鱼活性多肽酶法制备工艺研究

为优化鳙鱼活性多肽酶法制备工艺,分析了鳙鱼肉糜预处理温度和酶解温度对水解度的影响,确定了最佳的预处理条件为85℃水浴中加热预处理20 min,酶解温度设为55～75℃.经均匀设计实验优选和最优条件验证实验证实,以氮溶指数为指标的最优酶解条件为:酶解时间8.0 h,固液比1∶4.25,蛋白酶A用量3‰,酶解温度75℃,产物氮溶指数达80.54%;以多肽得率为指标的最优酶解条件为:酶解时间8.0 h,固液比1∶2,蛋白酶A用量3‰,酶解温度75℃,产物多肽得率达11.92%;以产物总抗氧化指数为指标的最优酶解条件为:酶解时间1.0 h,固液比1∶6,蛋白酶A用量3‰,酶解温度55℃,所得产物总抗氧化指数达87.42‰.     

碳酸钠预处理对麦草酶水解及木质素结构的影响

麦草原料茎秆和叶子的形态构造与化学组成的差异影响其碳水化合物的酶水解转化效率。研究比较了碳酸钠预处理对麦草茎秆和叶子的组分构成及酶水解转化效率的影响,并用化学降解方法分析了预处理后茎秆和叶子木质素结构变化。结果表明:麦草叶子在碳酸钠预处理下具有较好的脱木质素选择性,叶子经以原料绝干重为基准的碳酸钠(质量分数8%)、温度140℃预处理,在10μmol/(min·g)酶用量下的总糖转化率比茎秆高29%。碱性硝基苯氧化和臭氧降降解研究表明,叶子与茎秆木质素存在显著的结构差异,其紫丁香基结构单元和β-O-4连接键含量均较低。碳酸钠预处理后,叶子木质素的碱性硝基苯氧化和臭氧解产物得率的降幅高于茎秆木质素,表明叶子在预处理过程中有更多的β-O-4键发生断裂。由此可以推断,碳酸钠预处理麦草茎秆和叶子的酶水解转化效率与其木质素结构差异存在一定关系,木质素含量及结构是影响木质纤维原料酶水解的重要因素之一。     

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).     

麦草碱性亚硫酸盐制浆废液的木聚糖酶解特性

优化了嗜碱芽孢杆菌(Bacillus alkalophilus)木聚糖酶、里氏木霉(Trichoderma reesei)木聚糖酶和Pulpzyme HC 2500木聚糖酶3种木聚糖酶对麦草碱性亚硫酸盐制浆(ASP)废液的酶解工艺,并比较了它们的酶解特性。结果表明:嗜碱芽孢杆菌木聚糖酶在酶用量6.0μmol/(mL·min)、pH7.0、温度50℃、时间8 h和废液质量分数50%的条件下,相对多糖水解率为27.7%;里氏木霉木聚糖酶在酶用量10.0μmol/(mL·min)、pH5.0、温度50℃、时间8 h和废液质量分数50%的条件下,相对多糖水解率为48.5%;Pulpzyme HC 2500木聚糖酶在酶用量8.33μmol/(mL·min)、pH8.0、温度55℃、时间4 h和废液质量分数50%的条件下,相对多糖水解率为48.0%。比较认为,Pulpzyme HC 2500木聚糖酶具有较高的酶解效率,经该酶酶解处理,ASP废液中还原糖含量由1.2 g/L提高到11.1 g/L。大分子聚糖的降解有利于后续木质素磺酸盐的分离提取和利用。     

麦草碱性亚硫酸盐制浆废液的木聚糖酶解特性

优化了嗜碱芽孢杆菌(Bacillus alkalophilus)木聚糖酶、里氏木霉(Trichoderma reesei)木聚糖酶和Pulpzyme HC 2500木聚糖酶3种木聚糖酶对麦草碱性亚硫酸盐制浆(ASP)废液的酶解工艺,并比较了它们的酶解特性。结果表明:嗜碱芽孢杆菌木聚糖酶在酶用量6.0μmol/(mL·min)、pH7.0、温度50℃、时间8 h和废液质量分数50%的条件下,相对多糖水解率为27.7%;里氏木霉木聚糖酶在酶用量10.0μmol/(mL·min)、pH5.0、温度50℃、时间8 h和废液质量分数50%的条件下,相对多糖水解率为48.5%;Pulpzyme HC 2500木聚糖酶在酶用量8.33μmol/(mL·min)、pH8.0、温度55℃、时间4 h和废液质量分数50%的条件下,相对多糖水解率为48.0%。比较认为,Pulpzyme HC 2500木聚糖酶具有较高的酶解效率,经该酶酶解处理,ASP废液中还原糖含量由1.2 g/L提高到11.1 g/L。大分子聚糖的降解有利于后续木质素磺酸盐的分离提取和利用。     

微波辅助预处理对玉米秸秆酶解的影响

研究了微波辅助硫酸、氢氧化钠预处理对玉米秸秆酶解糖得率的影响,并对温度、酸碱添加量、预处理时间、液固比4个因素进行了单因素试验分析。结果表明预处理的最佳条件为：微波-硫酸预处理时,温度190℃,硫酸质量浓度为10 g/L,预处理时间3 min,液固比20(硫酸体积(mL)与玉米秸秆质量(g)之比)条件下,预处理得糖率及酶解得糖率分别为44.6%和30.3%;微波-氢氧化钠预处理时,温度130℃,氢氧化钠质量浓度15 g/L,预处理时间7 min,液固比30(氢氧化钠溶液体积(mL)与玉米秸秆质量(g)之比)条件下,预处理得糖率及酶解得糖率分别为1.5%和80.0%。     

甘蔗渣乙醇化预处理方法比较

用稀硫酸、氢氧化钠及超声波辅助碱法对甘蔗渣进行乙醇化预处理,研究酸、碱的质量分数、温度、时间、质量浓度对甘蔗渣预处理的影响.在硫酸质量分数为0.8%、质量浓度为1∶25（g/mL）、温度为135 ℃ 的条件下反应4 min,经酶水解后糖质量分数为17.81%（g/g）;在氢氧化钠质量分数为9%、质量浓度为1∶8（g/mL）、温度为40 ℃的条件下反应15 min,经酶水解后糖质量分数为14.50%（g/g）;超声波能够强化甘蔗渣碱预处理,处理液经酶水解后的糖质量分数达18.65%（g/g）.     

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%.     

超声波辅助碱预处理蔗渣的研究

为了提高蔗渣的酶解产糖率,利用超声波辅助碱预处理蔗渣。碱处理的单因素实验和超声波辅助碱的正交试验表明,超声波辅助碱预处理蔗渣最佳参数为:碱的最佳浓度为1%、最佳处理时间为60 min、最佳处理温度为80℃。在超声波辅助碱预处理蔗渣最佳条件下,酶解产糖率的单因素实验最佳条件为:酶解最佳时间为30 h,最佳酶用量为6.0 FPU,最佳酶解温度为50℃。超声波辅助Na OH预处理蔗渣是一种能有效降低预处理温度,提高酶解产糖量,提高物料的可及性,提升生产效率,降低纤维素转化为乙醇生产成本的预处理方法。     

调控酶解底物初始pH制备低聚木糖

研究在木聚糖酶定向酶解纯木聚糖及木聚糖碱抽提液制备功能性低聚木糖时,酸和缓冲溶液调控底物的初始ｐＨ对低聚木糖的影响。结果表明,木聚糖酶在ｐＨ５．０左右的活力最高;酸调控纯木聚糖底物的低聚木糖得率低于缓冲溶液调控的低聚木糖得率,但两者相关不大;而当底物为木聚糖碱抽提液是,由于木素的存在,两种调控方式的低聚木糖得率相差较大,酶解液出现浑浊状态;酸调控纯木聚糖,木聚糖碱抽提液时,低聚木糖得率最高的初始ｐ     

预处理方法对小麦麸皮酶解液成分的影响

采用碱法、酸法和双氧水法对小麦麸皮进行预处理,研究预处理方法对小麦麸皮酶解液成分的影响.实验证明,随着酸、碱和双氧水浓度的提高,酶解液中还原糖、木聚糖、糠醛含量提高;双氧水法预处理小麦麸皮的酶解液中还原糖含量和木聚糖提取率最高.     

玉米芯中木聚糖提取方法的研究

采用碱解玉米芯粉末后,玉米芯碱解液用30%(w:v)过氧化氢溶液脱色并且用10%(w:v)三氯乙酸溶液脱蛋白来提取木聚糖,收得率分别为24.4%。并用真菌DSM10635菌株产的木聚糖酶对以三种不同来源的木聚糖以及自提玉米芯木聚糖为底物测得的米氏常数进行比较,还检测比较了DSM 10635木聚糖酶以桦树和自提木聚糖作为底物的最佳酶促反应温度。结果表明,从玉米芯自提木聚糖的Km值7.5303与燕麦木聚糖的Km值5.6044相近,桦树和自提的木聚糖的最佳酶促反应温度也都在65-70℃左右,具有一定的取代性。方法简单,收得率较高的木聚糖提取方法对工业上大量生产具有重要的意义。     

木聚糖降解酶酶法制取低聚木糖的初步研究

木聚糖酶是一类复合酶系,木聚糖水解酶具有多重性现象.酶解法的关键在于木聚糖酶对底物的适应性,即选择合适的木聚糖酶.着重介绍木聚糖的预处理、选择相关条件酶解.正交试验表明,木聚糖酶水解木聚糖的条件为:在摇床转速为220r/min,温度为45℃的条件下,50mL缓冲液(pH=3.6)中加入0.02%木聚糖酶酶解2g粗木聚糖5h,得到低聚木糖浓度为4.12mg/mL,低聚木糖占总糖浓度的41.18%.