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。     

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%.     

木聚糖酶分级对高温降解木聚糖酶水解的影响

为提高酶解液中聚合度为2～5的低聚木糖含量,采用超滤的方法对木聚糖酶进行分级,用于高温降解木聚糖的酶水解。结果表明：木聚糖酶原酶液经超滤分级后,得到的木聚糖酶A组分（分子质量为30～50 ku）、B组分（分子质量为10～30 ku）和C组分（分子质量小于10 ku）,均能使木聚糖中聚合度较高的糖降解为聚合度为2～5的低聚木糖。木聚糖酶B组分由于富含内切木聚糖酶XYN I和XYNⅡ,1 mg酶蛋白可以产生263 g木二糖、185 g木三糖、115g木四糖和046 g木五糖,明显高于木聚糖酶A和C组分高温降解木聚糖的水解能力。     

聚糖对绿色木霉木聚糖酶的吸附规律

研究了绿色木霉木聚糖酶在微晶纤维素、燕麦木聚糖表面的吸附规律。结果表明:燕麦木聚糖、微晶纤维素对该酶的等温吸附曲线分别与Langmuir吸附模型相吻合,相对应的最大吸附量分别为88.9、32.4 U/g,与微晶纤维素相比,燕麦木聚糖对木聚糖酶的亲和能力较强。木聚糖酶在这两种聚糖上吸附过程可用一级动力学方程来描述,木聚糖酶在燕麦木聚糖上的吸附速率常数比它在微晶纤维素上的吸附速率常数大35%。对电泳图谱和米氏常数的分析表明,燕麦木聚糖和微晶纤维素所吸附组分基本相同。因此,对绿色木霉木聚糖酶而言,燕麦木聚糖为良好的亲和吸附剂。     

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。     

木聚糖降解菌的筛选和木聚糖酶性质的研究

筛选两株生长快、产木聚糖酶活力高的菌种；黑曲霉（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｎｉｇｅｒ，ＡＮ０１）、链霉菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓｓｐ．Ｓｔｒ７Ｂ），酶活力分别达１２８ｍｇ／Ｌ·ｍｉｎ和１７６ｍｇ／Ｌ·ｍｉｎ；酶反应最适温度分别为６０℃与５０℃；最适ｐＨ值为５．０和６．０，并分别在ｐＨ２．２～５．０，５．８～６．４酶活性稳定；在６０℃条件下保温１．５ｈ，酶活力分别剩余２０．５％，８８．５％，其中ＡＮ０１株原酶液在９０℃保温１０ｍｉｎ，活力仍剩余１４．５％．Ｃｕ２＋对酶活表现出极强抑制，Ｆｅ２＋，Ｍｇ２＋，Ｃａ２＋等离子则有促进作用；用纸层析法探讨了不同培养时间各种产物产生的情况．     

木霉No.183菌株木聚糖酶的研究

 筛选到一株木聚糖酶高产木霉菌株(No.183),研究了该菌株产木聚糖酶的液态发酵和粗酶液的酶学性质.结果表明,以麸皮和木聚糖为主要碳源,28℃,190r/min摇瓶培养时,木霉No.183菌株在接种后84h酶活最高,达到298.47U/mL.该木聚糖酶的最适反应温度为50℃,最适pH为该木聚糖酶在pH5～7和40℃以下时相对稳定.Ca²⁺,Zn²⁺和Cu²⁺对该木聚糖酶有较强的促进作用,Fe³⁺和Hg²⁺对该酶有较强的抑制作用.     

里氏木霉制备木聚糖酶的产酶历程

以玉米芯木聚糖为原料,里氏木霉（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａｒｅｓｅｉ）ＲｕｔＣ３０为菌种,采用改进的Ｍａｎｄｅｌｓ配方制备木聚糖酶,产酶历程与制备纤维素酶时有较大差异。具体表现在产酶周期短,ｐＨ值基本无下降的趋势,酶液中可溶性蛋白质浓度较低。底物浓度为７ｇ／Ｌ时,木聚糖酶活力达１２５６ＩＵ／ｍＬ,比活力、酶得率及酶产率分别为８１９０ＩＵ／ｍｇ蛋白质、１７９４３ＩＵ／ｇ木聚糖和４１８６．７ＩＵ／Ｌ·ｄ。产酶最终ｐＨ应控制在６～７较为适宜,酶活力最高。ｐＨ超过７．０,酶可能失活。酶解结果表明,木聚糖酶对木聚糖干粉具有很高的降解效率,当每克底物的酶用量为０．１克木聚糖干粉产的酶液量时,酶解得率一般可达９０％左右。     

毛壳菌产木聚糖酶条件的研究

研究了以玉米芯为原料制备粗木聚糖的最优生产条件:60℃浸泡1 h,冷藏8-10 h,乙醇洗涤用量为原木聚糖溶液的2-3倍。用三种球毛壳菌及两种中国新录毛壳菌对以玉米芯为基质的木聚糖酶产酶效果作对比实验,结果发现:球毛壳菌ACCCC30566产生的木聚糖酶具有较高的酶活性。     

采用低浓度三氟乙酸去除溶解浆中木聚糖

采用低浓度三氟乙酸(TFA)与木浆反应,并通过响应优化器和正交试验分析得出最优工艺.结果表明:在TFA质量分数为0.15%,温度为116.8℃,反应时间为9 h条件下,可以去除所有残存木糖,而葡萄糖损失仅为3.2%.该工艺为除去溶解浆中少量的半纤维素提供了新方法.     

木聚糖酶高产微生物的筛选和鉴定

利用蔗渣木聚糖为惟一碳源，从甘蔗根部泥土样口中分离得到一株产木聚糖酶活力较高的菌株，经形态、生理及生化鉴定，初步确定为蜂房芽孢杆菌；同时研究了碳源、氮源对该菌产木聚糖酶的影响。结果表明，其最适碳源为木聚糖，最适氮源为酵母浸膏和硝酸铵的混合氮源；在装料100mL的250mL三角摇瓶中于32℃、120rpm振荡培养40-44h后，发酵液中木聚糖酶活力高达3839.5Iu/mL，具有工业开发前景。     

蜂房芽孢杆菌利用蔗渣发酵产木聚糖酶的研究

优化了蜂房芽孢杆菌利用蔗渣发酵产木聚糖酶的工艺条件，并考察木聚糖酶发酵的动力学过程，结果表明在优化工艺条件下发酵45h，蜂房芽孢杆菌产木聚糖酶活性最高可达7447IU/mL，比优化前提高94%。     

用于生产低聚木糖的木聚糖酶菌株筛选

比较分别属于木霉属(Trichoderma)、毛壳属(Chaetomium)、黑曲霉属(Asperjgillus)、芽孢杆菌属(Bacillus)的12个菌株的木聚糖酶活性,以蔗渣木聚糖为底物,分析不同菌株木聚糖酶水解产物中的糖类组成,考察木聚糖酶系的稳定性。结果表明,毛壳属菌株所产木聚糖酶的水解产物中,低聚木糖的比例普遍高于其它类型菌株,其中球毛壳AS3．3601不仅木聚糖酶的活性较高,而且酶系稳定性最好,水解液中木二糖、木三糖占总糖含量的76％以上。球毛壳AS3,3601的发酵液按最大剂量0．4ml／10g给小鼠灌胃,每天1次,连续7d,所有受试小鼠均无中毒反应,初步认为球毛壳AS3．3601对于口服是安全的。     

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...     

酸性木聚糖酶交联酶聚集体的制备条件优化

交联酶聚集体法是一种新型的无载体酶固定化方法,为提高酸性木聚糖酶的稳定性,使用该法固定化微紫青霉产酸性木聚糖酶,制备无载体固定化木聚糖酶,并对其制备条件进行优化。结果表明,优选的制备条件为将质量浓度0.36mg/mL的酸性木聚糖酶粗酶液在冰水浴中经饱和质量分数为85%的硫酸铵沉淀30min后,于40℃,加入终体积分数为0.14%的戊二醛,交联4h可获得较高活性的交联酶聚集体,酶活保留率达42.2%。这有助于酸性木聚糖酶更好地在工业中应用。     

秸秆双酶糖化条件试验研究

利用双酶(纤维素酶、木聚糖酶)对秸杆直接糖化的条件进行了研究,结果表明:在纤维素酶1%、木聚糖酶0.01%、45℃、pH4.5、150 rpm、液固比为15时,作用72 h秸秆的糖化率最大,达到为10.815%;秸秆的糖化液中的还原性糖中主要有木糖和葡萄糖两种成份,比例分别为65%~68%和25%~33%.     

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.     

蔗渣纤维素分离纯化预处理工艺条件优化

为获得较高蔗渣纤维素得率和增大预处理后纤维的比表面积,在常规碱处理基础上添加无水亚硫酸钠和增加稀硝酸处理工艺的方法,对蔗渣纤维素的纯化分离工艺条件进行优化;采用FTIR、SEM和BET测试对处理后样品表征分析。结果表明:硝酸质量浓度0.12 g/m L,Na OH质量分数2.5%,反应温度80℃,反应时间3 h,无水亚硫酸钠与蔗渣质量比1∶6,纤维素含量达91.49%;处理后纤维结构松散,表面粗糙,增加了纤维素的可及度和比表面,经过经典统计BET(Brunaller,Emmetl,Teller)测定其比表面积增大1.713倍。