玉米秸秆水解液的黑曲霉发酵生产高浓度柠檬酸

柠檬酸是在饮料、制药、化妆品等领域有广泛应用的重要有机酸。利用玉米秸秆等木质纤维素原料生产柠檬酸可以显著降低其生产成本。目前,木质纤维素柠檬酸发酵的技术指标偏低,不具备工业应用价值。本文以黑曲霉Aspergillus niger SIIM M288为发酵菌株,以干法稀酸预处理和生物脱毒后获得的玉米秸秆酶水解液为原料,在优化条件下柠檬酸发酵质量浓度达到97.45g/L,相对于葡萄糖的得率达到了87.27%,是迄今为止所有报道的最高指标,已经接近以淀粉为原料的柠檬酸发酵指标。这一结果为以木质纤维素为原料生产柠檬酸的技术产业化提供了重要的依据。     

利用玉米秸秆生产单细胞蛋白关键技术研究

以农作物副产品玉米秸秆为研究对象,采用水解纤维素性能优良的绿色木霉(13001)及高产蛋白质的产朊假丝酵母(1769)为发酵生产菌株共同处理,生产蛋白质含量较高,富含多种矿物元素的单细胞蛋白产品。探讨了玉米秸秆预处理方法、绿色木霉接种工艺、纤维素降解工艺、不同氮源对玉米秸秆发酵糖化的影响,以及单细胞蛋白发酵工艺,通过对比试验确定了玉米秸秆最佳的预处理方法为粉碎后加入氨水对玉米秸秆进行预处理、接种6%绿色木霉(13001)产酶效率最高、添加15%纤维素酶曲水解24h纤维素水解最完全、加入氯化铵作为氮源发酵糖化效果最好,通过正交试验确定了单细胞蛋白发酵的最适工艺条件为加入3倍水,温度控制在29~31℃,起始pH控制在5.5左右,发酵时间48h左右。     

提高木质纤维素降解转化效率的初步探究

以农作物秸秆,包括水稻秸秆、玉米秸秆和甘蔗渣为材料,采用分光光度法比较了烟曲霉、绿色木霉、枯草芽孢杆菌的处理效果.实验结果显示:总乙醇产量最高的是甘蔗渣,其乙醇体积分数为6.285%;而玉米秸秆和水稻秸秆相差甚微,分别是6.200%和6.195%.用2%(体积分数)氢氧化钠溶液预处理甘蔗渣,再用烟曲霉在28℃下降解甘蔗渣,最后用缺陷型酵母发酵预处理滤液和烟曲霉降解液20～25 h,可以提高木质纤维素降解、转化乙醇的效率.     

预处理促进玉米秸秆发酵试验

微生物预处理可增加沼气的产量,但实验室培养菌种的成本较高,笔者采用堆放新鲜玉米秸秆的预处理法,对堆放厚度、堆放时间对微生物活性和浓度进行比较,并对堆放前后的化学成分测试比较。采用自行设计的可控性干式厌氧发酵装置,对预处理前后的玉米秸秆分别与牛粪、污泥作为接种物进行发酵,对玉米秸秆中纤维素变化及产沼气效果进行试验研究。试验结果表明：堆放20 d中层玉米秸秆酶活数值较高,且此玉米秸秆中纤维素、木质素、半纤维素的质量分数比未经处理的分别减少了5.8%、16.8%和5.7%,中温干式发酵实验中,玉米秸杆与牛粪质量为1∶1混合发酵时,堆放预处理后累计产气量比未预处理前累计产气量高24.4%;玉米秸杆与污泥质量为1∶1混合发酵时,堆放预处理后累计产气量比未预处理前累计产气量高23.27%。     

木质纤维素高效降解菌株的筛选及其对小麦秸秆的强化降解

为有效加速废弃生物质的转化速度,以林下土壤为菌种来源进行木质纤维素高效降解菌株的筛选和鉴定,利用BBD(Box-Behnken-Design)二阶模型优化其对木质纤维素的降解条件,并探究预处理对细菌菌株降解小麦秸秆的影响.结果显示,初筛共计筛选出5株对木质纤维素具有降解能力的细菌菌株,经复筛后获得1株对木质纤维素具有较强降解能力的细菌菌株(RS22),经16S rRNA基因鉴定为Klebsiella oxytoca.RS22的滤纸酶、羧甲基纤维素酶和半纤维素酶活性分别为1.01、0.82和5.87 U·mL^-1,其对木质纤维素的最佳降解条件为pH:6.8、温度：30.9℃和转速56.8 r·min^-1.小麦秸秆降解实验表明,经化学预处理后的小麦秸秆木质纤维素总量降低最为明显,达到了54.30%,各处理中滤纸酶、羧甲基纤维素酶和半纤维素酶活性均呈现随时间缓慢增加的趋势,而对照组中各种酶活性变化呈“M”型.结晶度分析显示,除粉碎预处理外,其他处理组的小麦秸秆生物降解后木质纤维素的结晶度均有一定的提高,说明RS22可以有效加速非晶态木质纤维素的降解...     

利用微生物提高作物秸秆饲用价值的研究

研究了微生物(乳酸菌和酵母菌混合发酵物)发酵玉米秸秆对饲用价值和奶牛饲喂效果的影响。实验处理为用筛选的微生物制剂发酵纯秸秆粉、纯秸秆粉补充氮源(豆粕粉)和碳源(玉米粉),对照为清水发酵上述原料。结果表明,作物秸秆粉经微生物发酵后有机酸(以乳酸计)含量接种后24h内大幅度提高,之后持续缓慢增加,而清水发酵的对照则没有酸积累现象;与清水发酵对照和不发酵原料相比,微生物发酵处理纯秸秆粉的粗蛋白、粗脂肪和粗纤维变化无明显差异;但发酵原料中补充碳、氮源后,微生物发酵处理的粗脂肪、维生素B含量大幅度提高,粗纤维含量显著降低,粗蛋白含量变化不明显。奶牛试验表明,与清水发酵玉米秸秆相比,微生物发酵秸秆处理产奶量增加了17.0%,乳脂率增加了1.01%。     

改性凹凸棒石粘土对固态发酵氨化秸秆生产动物饲料影响的研究

采用氨化处理方法对粉碎后的玉米秸秆进行预处理,利用糙皮侧耳Pleurotus ostreatus P5对氨化秸秆进行固态发酵,研究了在发酵过程中添加不同比例的酸改性方法处理的凹凸棒石粘土对固态发酵的影响;固态发酵15 d结束.结果表明,添加改性凹土可以有效提高发酵产物的粗蛋白含量,添加量为2%时粗蛋白含量最高,达19.26%;添加2%改性凹土可以明显增强漆酶酶活,对纤维素酶酶活也有所提高;添加改性凹土可在氨化处理的基础上进一步提高秸秆的消化率,提高其营养水平,具有较高的应用价值.     

不同生物质木质纤维素的成分分析和比较

以玉米秸秆、中药残渣、林业废弃枝桠、木耳菌袋以及柳枝稷5种不同种类的生物质为原料,测定其纤维素、半纤维素、木质素的含量,通过对分析方法的建立,可快速得到不同生物质原料主要组分含量,筛选出纤维素含量高、木质素含量低的物种.实验结果表明：纤维素按其含量大小排列分别为：柳枝稷、玉米秸秆、木耳菌袋、枝桠、中药残渣;半纤维素含量：柳枝稷、玉米秸秆、枝桠、中药残渣、木耳菌袋;木质素含量：柳枝稷、枝桠、木耳菌袋、中药残渣、玉米秸秆.     

玉米秸秆预处理及水解生成可发酵性糖

对玉米秸秆的湿氧化预处理获得的可发酵性糖量进行探讨。通过不同的反应温度与反应时间对比试验确定最佳玉米秸秆预处理条件。在此实验条件下,玉米秸秆中纤维素经酶转化成葡萄糖的量明显增加。     

KOH预处理玉米秸秆与猪粪混合厌氧消化过程中性能参数变化规律研究

为了探究KOH预处理玉米秸秆与猪粪厌氧消化过程中性能参数的变化规律,采用间隔卸料的方式在中温条件下进行厌氧共发酵,结果表明：预处理玉米秸秆与猪粪混合后可以改善产气性能,提高厌氧消化效率。经KOH预处理后的玉米秸秆与猪粪混合原料的产气高峰比未预处理的玉米秸秆与猪粪混合原料的产气高峰提前了3~6 d,产气速率和累积甲烷产量分别比未预处理组提高了9.6%~65.6%和13.8%;预处理可使原料消化更彻底,有机物去除率达到71.1%;修正后的Gompertz方程能较好地反映厌氧消化产甲烷过程,其中预处理组的产甲烷率速率（基于挥发性固体含量）比未处理组提高了8.8%。因此,采用KOH预处理玉米秸秆可以提高混合厌氧消化的产甲烷性能。