提高木质纤维素酶水解效率的研究进展

利用纤维素酶将预处理后的木质纤维素水解成可发酵性单糖,继而发酵生产所需的液体燃料及其他化工产品,是当前解决资源、环境等难题的有效途径之一.在木质纤维素降解转化工艺中,酶水解效率低、成本高是主要限制因素.如何提高纤维素与纤维素酶的可及度和有效接触面积,从而减少纤维素酶用量及提高酶解效率是水解技术的关键.该文简要归纳了各种提高纤维素酶水解效率方法的最新研究进展,并对其酶解的机理及今后研究的重点进行了分析与展望.     

木质纤维素酶解糖化发酵研究

考察添加剂对绿色木霉产纤维素酶的影响.结果表明,初始培养基中添加油酸、十二烷基酸钠(SDS)、麦芽糖、羧甲基纤维素(CMC)、水杨素和水解淀粉等对绿色木霉产纤维素酶有促进作用,其中添加2%油酸和1%SDS均可使酶活提高1倍以上.在木质纤维素酶的水解过程中,在酶液中添加Mg2+、K+、Co2+、Tween 80、聚乙二醇(PEG)等均对酶有激活作用;当底物浓度为30%,酶量1.0 FPA/mL,PEG6000浓度0.14%,Co2+浓度为0.06%,搅拌速度120 r/min条件下,能得到较高的糖浓度(85 g/L).乙醇发酵过程,发现木糖、葡萄糖单独发酵得酒精度分别为0.7g/100 mL和4.3/100 mL;木糖-葡萄糖分步发酵的酒精浓度可达5.1g/100 mL,而木糖-葡萄糖同步发酵得酒精浓度仅为4.4g/100mL.     

Lyocell纤维素酶水解的动力学

近年来,笔者对纤维基面料用酶处理制成特殊表面效果这一课题很感兴趣,近来市场上出现的Lyocell纤维和传统的粘胶纤维纺丝相比不仅污染少,而且强力和湿强度有了提高,然而这些纤维有一种特性,即原纤化,粗看起来是个问题,事实上这种特性为面料手和表面特性开拓了一种新的有越的潜能,也为终结素酶提供了一种用途,采用酶处理,原纤化可以完全消除或根据人们意愿减少,增加面料的柔软性,扩大体积和增强档皮绒感,因此,控制原纤化的关键不仅是适当地调整染色参,而且要在被称为“生物抛光”的加工过程中使用生物酶控制和消除纤维表面的原纤。     

表面活性剂对纤维素酶水解过程的影响

分别以湿氧化、稀酸常压水解和蒸汽爆破预处理麦草为底物,考察了不同表面活性剂及用量对纤维素酶解过程的影响.实验表明,添加表面活性剂对纤维素酶水解过程有明显影响;添加非离子型表面活性剂(PEG6000、吐温80)可以提高纤维素的可溶性、可发酵糖的转化水平,其中向湿氧化处理的麦草中加入PEG6000后转化水平提高得最大;而添加离子型表面活性剂对酶解起抑制作用.非离子型表面活性刑和纤维素水解底物的最佳比例大约是0.05 g/g DM.     

牛血清蛋白对纤维素酶水解小麦秸秆的影响

在以分别被稀硫酸和氢氧化钠处理的小麦秸秆为底物进行纤维素酶解时添加牛血清蛋白（BSA）来评估BSA对酶解的影响,当接入纤维素酶40Ug秸秆,添加牛血清蛋白0.04g时,反应48h,还原糖得率分别提高30%和22%,添加牛血清蛋白后酸处理的秸秆水解速率更快,酶解液中酶失活趋势减小,以滤纸为底物测定纤维素酶活力时添加牛血清蛋白能将酶活提高1倍以上,从而推断牛血清蛋白可以提高纤维素酶的稳定性并减少酶因吸附木质素而失活,提高酶的水解效率。     

纤维素酶转化木质纤维素生物质生产乙醇的研究进展

木质纤维素生物质是价廉易得、来源丰富的可再生资源和能源,被纤维素酶转化后可以生产乙醇部分替代石油,这不仅有利于环境保护和资源再利用,而且可减少温室气体的排放和缓解化石能源的危机。纤维素酶成本的降低以及纤维素转化效率的提高是纤维素酶转化木质纤维素生物质生产乙醇的关键。本文综述了纤维素酶转化木质纤维素生物质生产乙醇的研究进展,主要包括纤维素酶的分类及其作用机制、纤维素酶的生产、木质纤维素生物质的预处理、纤维素酶的转化和糖化发酵乙醇工艺。     

木质纤维素酸水解利用现状

介绍了木质纤维素酸水解的应用现状,对纤维素酸水解制备微晶纤维素及微晶纤维素的应用、纤维素酸水解制备燃料乙醇作了简要概述。     

木质纤维素原料制备聚乳酸的研究进展

主要针对木质纤维素原料的可降解性、生物相容性等特点,叙述了木质纤维素制备聚乳酸的优势,包括木质纤维素基乳酸生物炼制过程所涉及的各环节,木质纤维素原料预处理技术、木质素纤维素原料的水解、乳酸及聚乳酸的制备等,评价综述了其方法技术的优缺点,最后对聚乳酸的发展应用前景进行了总结。     

木质纤维素生产乙醇的大型试验

乙醇是以木质纤维素为原料,通过蒸气预处理、纤维素酶的牛产、酶水解、酒精发酵等工艺而制成的.该文主要阐述用木质纤维素生产乙醇的方法和工艺流程.     

纤维原料酶水解的研究进展

木质纤维原料酶水解是利用木质纤维原料生产燃料酒精的关键步骤之一。对纤维素酶及其水解木质纤维原料作用机制、纤维素酶的生产、木质纤维原料酶水解的影响因素和木质纤维原料酶水解动力学作了全面综述．并对提高木质纤维原料酶水解效率和降低水解成本的途径进行了讨论。     

胆碱脂肪酸盐离子液体预处理水稻秸秆提高多糖酶解反应的研究

木质纤维素预处理是生物精炼制备生物能源的关键步骤之一。近年来,离子液体预处理木质纤维素逐渐受到人们的关注。本研究通过中和反应合成了7种胆碱脂肪酸盐离子液体,并用于水稻秸秆预处理。在25℃下,这些离子液体的粘度介于74~488 c P。结果表明,经这些生物离子液体预处理后,水稻秸秆中的多糖酶解效率得到了显著提高。并且,离子液体的预处理效果依赖于阴离子链长。其中,[胆碱][丁酸盐]为最适水稻秸秆预处理溶剂。在90℃下经[胆碱][丁酸盐]离子液体预处理6 h后的水稻秸秆酶解后,葡萄糖和木糖收率分别达70.62%和41.47%。这类离子液体能选择性从水稻秸秆中除去大量木质素和部分木聚糖,而不会改变纤维素的晶体结构,从而显著提高后续酶解效率。     

基于乙醇胺的深度共熔溶剂预处理小麦秸秆提高其多糖酶解效率

为了探索基于乙醇胺的深度共熔溶剂预处理生物质的作用机制,本研究以氯化胆碱为氢键受体(HBA),以乙醇胺的化合物为氢键供体(HBD),合成了7种DES对其理化特性进行了测定,对比研究不同DES对小麦秸秆组分和酶解效率的影响.结果表明:30℃下,DES的粘度介于0.04～1.37 Pa·s,导电率0.29～3.57 ms/...     

脂肪酶水解椰子油动力学研究

为了探究脂肪酶水解椰子油的动力学过程在研究了底物质量浓度、酶添加量、酶解温度及酶解时间对脂肪酶水解椰子油反应速率影响的基础上,本试验采用Lineweaver-Burk法和Wilkinson统计法两种方法对酶解过程进行拟合,计算酶解过程的动力学常数k_m和V_m,并求解脂肪酶水解椰子油动力学方程。结果表明:在酶添加量为1%、温度为50℃的条件下,动力学常数k_m为1.2739[mg/(g·mL)],V_m为0.969 6[mg/(g·mL·min)],米氏方程为v=1.2739+[S]/0.9696[S]。经过试验验证得出米氏方程的拟合度大于0.99,说明方程的预测值与测定值基本吻合,米氏方程适合脂肪酶水解椰子油动力学研究,为油脂酶解过程提供理论模型。     

Alcalase 2.4L FG酶解米渣蛋白动力学特性研究

采用pH-stat法对Alcalase2.4L FG酶水解米渣蛋白的动力学特性进行了比较系统探讨：（1）探讨了温度、酶浓度（[E]／[S]）、底物浓度、pH值和水解时间对水解度的影响,并确定了比较理想的工艺参数：（2）探讨了该酶催化水解米渣蛋白反应的动力学参数：Km=0．6598mol／L,Vmax=0．00351mol／min·L;（3）探讨了该酶催化水解米渣蛋白反应的初级阶段的动力学特性,为米渣的进一步开发提供理论依据。     

酶法制取大豆油脂过程中的蛋白酶解动力学

通过数学方法推导和对Alcalase碱性蛋白酶酶解大豆中蛋白实验的系统研究,得到Alcalase碱性蛋白酶酶解大豆中蛋白的动力学模型为：R＝（18.294 0E0＋0.273 4ρ0）exp（－0.256 2DH）,式中：E0为初始蛋白酶质量浓度,ρ0为初始底物质量浓度,DH为水解度。通过数学推导和对大豆蛋白酶解反应过程中Alcalase碱性蛋白酶失活的系统研究,得到膨化大豆蛋白的酶解反应过程中Alcalase碱性蛋白酶失活的动力学常数K＝4.920 4 min－1。通过拟合实验证明,建立的动力学模型与实验结果具有较好的拟合效果,证明所建立的动力学模型具有较高的实际应用价值。     

酶法有限水解米渣蛋白动力学研究

采用pH-stat法对Alcalase 2.4L FG酶有限水解米渣蛋白动力学特性进行了探讨。探讨了温度、酶浓度(mL/120mL水)、底物浓度(g渣/120mL水)、pH值和水解时间对水解度的影响,并确定了比较理想的工艺参数;探讨了该酶催化水解米渣蛋白反应的动力学特性,并在理论上计算出临界底物浓度为22.25g渣/120mL水;建立有限水解动力学模型,验证实验结果表明,模型预测的最大相对误差小于10%。     

碱性蛋白酶酶解梭子蟹蛋白动力学模型研究

对梭子蟹蛋白的酶解动力学机制进行研究,建立碱性蛋白酶酶解梭子蟹蛋白的动力学模型。结果表明：在温度55℃、pH8.5 条件下,水解度随着初始酶浓度的增加而上升,随着初始底物浓度的上升而下降;水解动力学模型为：水解度(DH)＝ 3.558ln[1 ＋(2.553E0/S0+0.116)t],验证实验证明,模型得到的理论DH 值与实际DH 值基本吻合,该动力学模型具有一定的实用价值。     

Impaired rennetability of heated milk; study of enzymatic hydrolysis and gelation kinetics

Casein micelles in milk are stable colloidal particles with a stabilizing hairy brush of kappa-casein. During cheese production rennet cleaves kappa-casein into casein macropeptide and para-kappa-casein, thereby destabilizing the casein micelle and resulting in aggregation and gel formation of the micelles. Heat treatment of milk causes impaired clotting properties, which makes heated milk unsuitable for cheese production. In this paper we compared five different techniques, often described in the literature, for their suitability to quantify the enzymatic hydrolysis of kappa-casein. It was found that the technique is crucial for the yield of casein macropeptide and this yield then affects the calculated enzymatic inhibition caused by heat treatment, ranging from 5 to 30%. The technique, which we found to be the most reliable, demonstrates that heat-induced calcium phosphate precipitation does not affect the enzymatic cleavage, while whey protein denaturation causes a very slight reduction of enzyme activity. By using diffusing wave spectroscopy, a very sensitive technique to monitor gelation processes, we demonstrated that heat-induced calcium phosphate precipitation does not affect the clotting. Whey protein denaturation does not affect the start of flocculation but has a clear effect on the clotting process. This work adds to a better understanding of the processes causing the impaired clotting properties of heated milk.     

碱性蛋白酶酶解罗非鱼下脚料蛋白动力学研究

以加工罗非鱼片废弃的下脚料蛋白和碱性蛋白酶为原料,以水解度为指标,考察温度、底物质量浓度、酶用量及pH等因素对碱性蛋白酶酶解罗非鱼下脚料蛋白水解度的影响。得到碱性蛋白酶水解罗非鱼下脚料蛋白的适宜工艺条件为：酶解温度50℃、底物质量浓度20g/L、酶用量为0.067g/L、pH9.50、反应时间180min,此时水解度为22.00%。同时得到50℃条件下酶失活常数Kd为37.9min-1,反应速率常数K2为244.2min-1、米氏常数KM为29.27g/L、最大反应速度Vmax为28.41g/(min·L);并建立了相应的水解动力学模型。验证实验表明：建立的水解动力学模型与实际水解过程基本吻合。