林业高校生物化工设备课程的教学与思考

在生物化工设备课程的教学过程中,通过结合林业高校和生物工程专业的特点,合理安排教学内容,采用多种教学方法相结合,加强教师境外研修,结合毕业实习,建立综合训练中心网站和虚拟仿真实验中心等方面来提高教学质量和教学效果。     

白构菌液体发酵合成漆酶的培养条件研究

提高底物碳源的聚合度和采用有机氮源有利于诱导白构菌 (Flammulinavelutipes)合成漆酶 ,实验结果表明选择淀粉和黄豆粉作为白构菌液体发酵制取漆酶的碳源和氮源有良好的效果。采用振荡培养能够强化白构菌液体发酵体系内的传质作用 ,更适于菌体的生长及漆酶的合成。以1 80r/min速率振荡培养白构菌 1 6d ,漆酶活力可达到 3 0 8IU/mL ,比静置培养提高 83 .3 %。经活化后的白构菌接种并在振荡条件下培养可显著提高漆酶活力 ,1 80r/min振荡培养 6d后漆酶活力可达到 1 749IU/mL。     

四株酵母乙醇发酵的初步研究

比较了休哈塔假丝酵母NLP21、树干毕赤酵母NLP22、NLP23和NLP31,在30 g/L的木糖和混合糖(葡萄糖15 g/L+木糖15 g/L)发酵培养基上以及在培养基中氮源浓度降低到原来1/2和1/10时的发酵性能。结果表明,在30 g/L木糖发酵培养基上,NLP23和NLP31产乙醇质量浓度最高,分别为(11.14±0.13)和(11.15±0.08) g/L。在15 g/L葡萄糖+15 g/L木糖混合糖发酵培养基上,NLP31产乙醇质量浓度最高,为(10.91±0.12) g/L。当发酵培养基中氮源浓度降低到原来的1/2时,NLP23和NLP31产乙醇能力相当,但后者产木糖醇的量增大;当氮源质量浓度降低到原来的1/10时,NLP23和NLP31产乙醇能力随着发酵轮数的增加,逐渐下降,氮源浓度低,降低了乙醇的产量。     

-木糖苷酶的分离纯化、酶学性质及水解机理研究

通过硫酸铵沉淀、超滤脱盐、离子交换层析、凝胶过滤层析等手段,从里氏木霉(Trichoderma reesei)Rut C-30木聚糖酶粗酶液中分离纯化得到分子质量110.8 ku、比活力为61.99 IU/mg的电泳纯β-木糖苷酶。酶学性质研究结果表明:该酶反应以温度60 ℃、pH值3.5为宜,在60 ℃以下、pH值3.0～8.0酶活性稳定,且该酶作用于对硝基苯基-β-D-木糖苷的K_m值和V_max值分别为0.29 μmol/mL和169.99 IU/mg。酶水解机理研究结果表明,该酶从低聚木糖的非还原性末端切断β-1,4-糖苷键释放出木糖,其最适作用底物是短链的低聚木糖,随着低聚木糖碳链的增长,酶作用效率逐渐下降,而对木聚糖几乎不降解。     

浅谈林业高校生物制品工艺学及原理的教学

在生物制品工艺学及原理课程的教学中,通过结合林业高校和专业的特点,有针对性安排教学内容,讲好绪论,运用多种教学方法相结合,增加课程论文设计与生产实践等方面来提高教学质量和效果,综合评价学生水平,促进学生们全面发展与提高。     

咪唑类离子液体对木质纤维预水解液的脱毒

针对燃料乙醇生物炼制过程中抑制物对酵母乙醇发酵的抑制作用,以水洗稀酸蒸汽爆破预处理玉米秸秆得到的预水解液为研究对象,采用新型绿色脱毒技术--离子液体进行萃取脱毒,研究比较了两种咪唑类离子液体[烷基咪唑六氟磷酸盐离子液体[C_nmim][PF₆](n 4,6,8)和烷基咪唑四氟硼酸盐离子液体[C_nmim][BF₄](n 6,8)]对预水解液的萃取性能。结果表明,随着咪唑类离子液体阳离子烷基链长度的增加,离子液体对抑制物的萃取性能下降,具有更强电负性的阴离子为BF₄^-的离子液体比阴离子为PF₆^-的离子液体萃取效率更高。通过比较糖与抑制物的萃取率,最终选择[C₈mim][BF₄]作为预水解液的萃取剂,结果显示其对主要抑制物甲酸、乙酸、5-羟甲基糠醛的萃取率分别为53.22%、47.53%和85.13%,总酚的萃取率为65.05%,而糖的损失率在6%以内。     

稀酸预处理对玉米秸秆纤维组分及结构的影响

研究了稀硫酸预处理对玉米秸秆化学组成变化及纤维素酶水解得率的影响,并采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(IR)和热重分析(TG)对玉米秸秆纤维结构特性进行了分析。结果表明随着硫酸浓度的增大、温度的升高和时间的延长,纤维素和木质素含量有所增加,而半纤维素含量大幅度降低,且预处理后纤维素酶水解得率也逐渐增大。当处理条件为硫酸质量分数0.75%、温度150℃、时间80 min时,半纤维素降解率为98.02%,所得固体渣纤维素酶水解得率为66.95%(纤维素酶用量20 FPUI/g纤维素)。稀酸预处理后玉米秸秆纤维表面和细胞壁受到不同程度的破坏,表面积增大,孔洞增加,纤维素的结晶度降低,有利于纤维素酶水解作用的进行。     

热活化过硫酸盐氧化去除木质素降解产物混合物

在热活化过硫酸盐氧化去除单一木质素降解产物的基础上,本文主要研究4种不同木质素降解产物混合物在与单独氧化条件相同情况下的去除规律和效果。结果表明,与9种木质素降解产物分别单独氧化时100%去除相比,3种酚醛类混合物的去除效果要高于3种酚酸类混合物;6种木质素降解产物混合物与9种木质素降解产物混合物的去除规律也不同,但混合物中木质素降解产物总的去除效果要低于单独氧化的100%。这说明氧化不同种类木质素降解产物时有一定的选择性,去除效果不仅与不同木质素降解产物的结构有关,也与自由基浓度有关。因此,对于木质素降解产物混合物需要提高过硫酸铵浓度,从而提高自由基浓度来提高反应速率和去除率。     

玉米秸秆稀酸预处理对发酵抑制物产生的影响

研究了稀硫酸预处理玉米秸秆过程中,硫酸浓度、温度与时间对发酵抑制物甲酸、乙酸、糠醛、羟甲基糠醛以及乙酰丙酸产生的影响.结果表明,发酵抑制物甲酸、乙酸、糠醛、羟甲基糠醛与乙酰丙酸最大量分别为0.60、8.75、4.93、1.02、0.41g/L.随着硫酸浓度增大、温度升高、时间延长,各抑制物生成量增加.正交试验结果表明,影响乙酸生成的因素主次大小依次为硫酸浓度,温度,时间;而影响糠醛生成的因素主次大小依次是温度,硫酸浓度,时间.     

热活化过硫酸盐氧化去除木质素降解产物

针对生物乙醇生产过程中木质素降解产物对乙醇发酵的抑制作用,选取6种典型木质素降解产物(香草醛、紫丁香醛、4-羟基苯甲醛、香草酸、紫丁香酸和4-羟基苯甲酸)为研究对象,采用新型脱毒技术-热活化过硫酸盐高级氧化技术氧化脱除,研究了氧化去除条件及其氧化机理。结果表明,以0.1g·L^-1的香草醛为代表物质,其最优氧化条件为:pH6.0,温度80℃,过硫酸盐浓度1.5g·L^-1。在此优化条件的基础上,研究其他5种典型木质素降解产物的氧化效果。结果表明热活化过硫酸盐氧化木质素降解产物的效果显著,香草醛、4-羟基苯甲醛、香草酸、4-羟基苯甲酸和紫丁香酸的去除率在1h内均达到100%,紫丁香醛的去除率在2h内也达到100%。热活化过硫酸盐氧化机理主要是通过投加自由基捕获剂甲醇和叔丁醇间接判定在反应过程中的主要活性物种,结果表明在反应中起到主要作用的活性物种是硫酸根自由基。因此,热活化过硫酸盐可以很好地氧化去除木质素降解产物。