皮状丝孢酵母发酵高粱秸秆水解液产油脂条件研究

对皮状丝孢酵母发酵高粱秸秆水解液产脂的培养基组成和发酵条件进行了探索,并对油脂的脂肪酸组成进行了鉴定。结果表明最佳条件为:补加4%蔗糖,0.5%酵母膏+0.5%硫酸铵为氮源,初始p H 5.5,发酵摇瓶装液量为300 m L三角瓶装高粱秸秆水解液25 m L,时间5 d。在最佳条件下于28℃、150 r/min发酵培养得生物量为3.256 g/L,油脂含量为37.1%,产脂能力为1.208 g/L。所产生物油脂的脂肪酸主要为油酸、棕榈酸、亚油酸、和硬脂酸;亚油酸含量丰富,更利于后期加工。     

发酵性丝孢酵母处理精炼大豆油废水的工艺优化及动力学分析

在5 L搅拌式反应器内利用发酵性丝孢酵母处理精炼大豆油废水,并采用正交试验优化处理条件,通过极差分析得到精炼大豆油废水生物处理的较佳条件：温度28℃、转速300 r/min、进气量2 L/min和接种量10%。在该条件下运行36 h后精炼大豆油废水的化学需氧量和含油量的去除率分别为97.31%和89.09%,生物量和油脂分别达到9.27 g/L和51.9%。通过Monod、Tessier和Moser模型研究了发酵性丝孢酵母生物量增长和精炼大豆油废水的污染物降解,发现相比于Monod和Moser模型,Tessier模型更适合研究微生物的增长,并建立了发酵性丝孢酵母生物量增长的动力学方程式,所得到的动力学参数可用于评估含油废水生物处理反应器的设计和运行。     

初始还原糖浓度对2株酵母利用玉米秸秆水解液产油的影响

试验利用皮状丝孢酵母、圆红冬孢酵母以玉米秸秆稀酸水解液为原料,在不添加任何外加营养物质的条件下,研究了玉米秸秆水解液初始还原糖浓度对2株产油酵母生长和产油的影响,结果表明2株酵母适宜的还原糖浓度均为82g/L左右;圆红冬孢酵母生物量和油脂产量分别为21.19 g/L和5.81 g/L,皮状丝孢酵母生物量和油脂产量分别可达34.32 g/L和1.28 g/L。     

原生质体紫外诱变选育达托霉素高产菌株

研究了达托霉素产生菌玫瑰孢链霉菌D-30原生质体制备及再生的条件。结果显示,D-30原生质体制备及再生的最适条件为:在种子培养基中添加0.6%的甘氨酸,当种子培养30h后,用浓度为2mg·mL-1的溶菌酶破壁,酶解温度为32℃,酶解时间为75min。在最适条件下制得的原生质体经紫外诱变处理后培养,最终筛选得到高产菌株D-35,该菌株的平均发酵单位较出发菌株提高了87.9%。     

菊芋秸秆的稀酸水解及乙醇发酵

菊芋作为一种非粮作物,块茎和秸秆均可以被微生物发酵生成乙醇。采用稀酸法对菊芋秸秆进行预处理,通过单因素实验,考察了预处理温度、预处理时间、稀酸浓度、料液比4个因素,得到的优化结果:料液比为1∶8,酸解温度为121℃,酸质量分数为1.5%,酸解时间为1 h。此条件下水解菊芋秸秆,还原糖得率高达53.7%;预处理后的水解液在添加纤维素酶和木聚糖酶后,考察Kluyveromyces marxianus 1727的乙醇发酵能力,其同步糖化发酵与分步糖化发酵乙醇产量分别为25.91 g/L和25.63 g/L,生产效率分别是0.54 g/L/h和0.26 g/L/h。结果表明,稀酸水解的菊芋秸秆可用作底物生产燃料乙醇。     

废弃果皮发酵制备絮凝剂研究

本实验旨在利用微生物发酵技术,以低廉的果皮为发酵原料,制备生物絮凝剂。采用暴露于空气中的红糖液作为菌种来源,通过平板划线对红糖液中菌株进行分离筛选,将纯化后的菌种添加至灭菌后的果皮上进行发酵处理,用发酵产物对高岭土悬液进行絮凝实验,菌株H1-3发酵形成的产物絮凝效果最佳。经形态观察及对比分析,该菌株为黑曲霉,通过单因素实验得出H1-3的最佳发酵条件为：发酵温度为35℃,发酵时间为72 h,菌种添加量为8%,摇床转速160 r/min。絮凝效果最佳的条件为絮凝剂投加量为1 mL。     

玉米发酵酒精废液培养苏云金芽孢杆菌的研究

对利用玉米发酵酒精废液培养苏云金芽孢杆菌（Bt07）的条件进行了正交试验,结果表明：培养该菌的最佳培养条件为：pH=7.0、料水比为1∶4的酒精发酵废液、接种量为5%（体积百分比）、摇瓶转速为100r/min;在所选最佳条件和30℃培养60h培养液中含活菌数和伴孢晶体相对百分率分别平均可达16.2×108个/mL和97.6%,经用水将其稀释作毒力试验,稀释40倍菌液喷洒桑叶喂蚕3d后杀虫率可达75%～80%。     

秸杆发酵工艺条件的优化

采用混合菌株对秸杆发酵进行了正交实验,对发酵工艺进行了优化,确定了较佳的发酵工艺条件,即尿素添加量0.5%、麦麸3%、KH2PO4和MgSO4分别为0.1%和0.15%.发酵液初始pH值为8.0,接种量为15%,发酵温度为30℃.     

荧光假单孢菌PS-1发酵条件的研究

对荧光假单孢菌(P.Fluorescens)PS-1菌株的工业发酵培养基成分和发酵条件进行了研究.通过单因子实验和正交实验,确定最佳培养基组成:可溶性淀粉10 g/L,豆饼粉15 g/L,葡萄糖3 g/L,KH2PO4 0.6 g/L,CaCO3 2 g/L;最佳发酵条件:温度为28 ℃,pH为7.0,装液量为20 mL/250 mL三角瓶装量;搅拌速率200 r/min.最大发酵菌数达到1.78×1010/mL.     

氧气辅助湿热预处理对玉米秸秆酒精发酵的影响

为了解氧气（O₂）在玉米秸秆湿热预处理中的作用,优化玉米秸秆酒精生产工艺,本文采用三种不同湿热预处理条件处理玉米秸秆,即条件1（195℃,15min）、条件2（195℃,15min,12bar O₂）和条件3（195℃,15min,12bar O₂,2g/L Na₂CO₃）,并利用酿酒酵母对预处理后的玉米秸秆同步糖化发酵酒精工艺（SSF）进行了研究。实验结果表明：经过预处理,玉米秸秆分为固体滤饼与水解液两部分,其中绝大部分纤维素以固体形式保留在滤饼中,而半纤维素和木质素由于不稳定则发生了部分水解或降解。三种预处理条件下纤维素总体收率分别为91.2%、94.6%和95.9%,半纤维素总体收率分别为74.5%、50.3%和68.2%,固体滤饼中木质素质量分数分别为25.2%、17.5%和13.7%,纤维素酶解葡萄糖率分别为64.8%、65.8%和67.6%。表明氧气对纤维素收率影响不大,能够促进半纤维素的溶出。氧气主要与木质素发生反应,尤其与碱性物质碳酸钠（Na₂CO₃）结合,能够促进木质素降解,从而获得了较高的纤维素收率和纤维素酶解葡萄糖率。因此在底物质量分数8%,经过酿酒酵母142h发酵,经条件3处理的玉米秸秆获得的酒精浓度最高,最终酒精浓度达到25.0g/L,并且整个发酵过程没有明显的抑制作用产生。     

长孢被孢霉PFY降解木质素的初步研究

为了研究高效降解木质素类化合物,利用木质素磺酸钠为唯一碳源,采用苯胺蓝和愈创木酚平板法从土壤分离、筛选得到一株具有高降解木质素活性的丝状真菌,经鉴定为长孢被孢霉PFY(Mortierella elongataPFY)。在添加0.5g/L葡萄糖,最适氮源及浓度为1.5g/L硫酸铵,底物浓度为2g/L,30℃,pH=7.0的条件下,木质素降解率可达52.4%。通过对木质素降解特性的初步分析表明,在该降解过程中主要起作用的是木质素过氧化物酶和漆酶。这为以稻草秸秆为代表的生物质废弃物资源化提供了借鉴,也有利于造纸黑液中木质素的回收利用。     

不同预处理方法对稻秸纤维表面性质的影响

通过对稻秸原料进行水热、酸碱和冷等离子体预处理,分析了纤维表面的浸润性及表面自由基浓度的变化。研究表明,经水热及酸碱预处理后,纤维与水的接触角为90o,稻秸纤维的浸润性改善不明显,经冷等离子改性后,稻秸纤维表面浸润性改善非常明显。水热及乙酸处理有利于提高稻秸纤维的表面自由基浓度,碱处理则降低了稻秸纤维的表面自由基浓度。     

表面活性剂耦合离子液体对稻秆酶解糖化的影响

酶解糖化是木质纤维素材料制备生物质乙醇的关键环节,因此提高稻秆等木质纤维素材料的酶解糖化效率具有重要意义。以稻秆为原料,采用表面活性剂耦合离子液体为预处理方法,考察预处理温度、时间、表面活性剂的添加比例对稻秆酶解的影响。结果表明,预处理温度为110℃、时间为60 min、表面活性剂添加比例为1%,稻秆的酶解效果最佳,与单独离子液体处理的稻秆相比,纤维转化率可提高8%～15%。同时分别通过稻秆成分分析、FTIR、XRD、SEM等对预处理前后的稻秆结构进行表征,证实预处理后酶解效率提高的合理性。     

超声波协同稀碱液处理稻草秸秆酶解糖化的研究

采用超声波与稀碱液联合预处理稻草秸秆,借助红外表征、X衍射和扫描电镜成像分析,对预处理稻草的结构组成以及酶解糖化进行了研究。结果表明:在超声场下的稀碱液能破坏稻草的秸秆结构,使更多的木质素被剥离,并由此提高秸秆的糖化率;与2%碱液处理相比,超声协同下的1%NaOH用量减少50%,纤维素损耗降低4%,稻草秸秆的糖化率达到27%(增加了7%),最终超声协同2%NaOH处理过的秸秆糖化率最高达30%。     

弱碱性过氧化预处理对稻草秸秆酶解糖化的影响

为了提高稻草秸秆的酶解糖化率,对稻草秸秆弱碱性过氧化预处理条件进行了优化。结果表明:弱碱性过氧化预处理降低了稻草秸秆中木质素的含量,提高了纤维素的含量。最优预处理条件为温度40 ℃,时间24 h,H₂O₂质量分数为2.0 %,在此条件下稻草秸秆的酶解糖化率达到了83.23 %,而在相同酶解条件下,预处理温度30 ℃、时间24 h、 2.0 % NaOH处理后稻草秸秆的酶解糖化率为70.38 %。弱碱性过氧化预处理稻草秸秆的糖化率明显高于碱性预处理稻草秸秆的糖化率。同时试验结果表明,木质素的除去率与H₂O₂质量分数有关。当H₂O₂质量分数大于2.0 %后,H₂O₂对木质素的除去选择性降低,木质素的除去率基本保持不变,却增加了半纤维素的损失。     

自水解预处理对稻草化学成分及酶解性能的影响

研究了自水解处理对稻草秸秆主要化学成分及酶解糖化效率的影响。结果显示:在100～160℃下对稻草进行自水解预处理,酸溶木质素的脱除程度随着自水解温度的升高而增大,而Klason木质素含量几乎没有变化,几乎全部SiO2仍然保留在预处理后草片中;稻草高聚糖的降解程度随着自水解温度的升高而增加,但由于自水解液酸性较弱,大量高聚糖仍保留在草片中;自水解预处理有利于促进稻草的酶解糖化,随着自水解预处理温度的升高和酶用量的增大,酶解液中各种聚糖得率均有不同程度的提高,但自水解温度的影响显得更为重要;经160℃自水解预处理的稻草在40 FPU/g混合酶用量下,葡聚糖和木聚糖的总转化率约为68%和45%,总糖转化率近60%。     

漆酶与木聚糖酶预处理对稻草蒸煮性能影响的比较

利用木聚糖酶和漆酶对稻草进行预处理,以改善后续的蒸煮性能。研究了不同酶用量对酶预处理效果的影响;同时比较了两种酶预处理对蒸煮性能的影响。结果表明木聚糖酶和漆酶对稻草预处理均能达到改善纸浆性能的目的。较佳的酶用量分别为20IU/g和30IU/g。在提高蒸煮得率、浆料强度方面漆酶优于木聚糖酶,与未处理和木聚糖酶化学浆相比实际得率分别提高13.11%和8.79%;裂断长提高34.2%和5.54%;耐破指数提高23.81%和7.22%;撕裂指数提高78.59%和3.26%。木聚糖酶预处理对改善浆料白度方面则优于漆酶,与未处理浆和漆酶生物化学浆相比分别提高5.3%和0.6%(SBD)。     

Sugar recovery from rice straw by dilute acid pretreatment

Rice straw was pretreated with dilute sulfuric acid in order to decrease the amorphous portion and enhance enzyme accessibility. Dilute acid pretreatment process was optimized using a statistical method, and the relationships between each factor were investigated. Saccharification of pretreated rice straw was then performed, followed by fermentation of glucose, the hydrolysate of the saccharification process. The optimal dilute acid pretreatment process was as follows: temperature 110 °C, reaction time 14.02 min, and acid concentration 1.2%. Following dilute acid pretreatment, the solid weight was decreased by about 20% and 73.14% of the theoretical maximum content of xylose was solubilized. Glucose was recovered at a rate of about 90% at 24 h after rice straw was treated with dilute acid. Qualitative analysis such as SEM, XRD, and FT-IR were conducted after the pretreatment process, and the results supported the pretreatment process.     

Microwave irradiation promoting acid hydrolysis of straw pole into reducing sugar in ionic liquid ［Bmim］Cl

以［Bmim］Cl离子液体为介质,研究了微波辐射加热对硫酸催化稻草秸秆水解的促进作用,并对水解产物中的还原糖进行了测定。着重考察了［Bmim］Cl离子液体用量、硫酸浓度、反应温度和反应时间等因素对还原糖收率的影响,并采用正交试验法对微波辐射下稻草酸水解条件进行了优化。结果表明,在［Bmim］Cl离子液体介质中,用微波辐射加热促进稻草酸水解制备还原糖的最佳条件是：［Bmim］Cl用量10.0ml,硫酸浓度10.0%,微波加热温度85℃,反应时间60 min。在此条件下还原糖的收率可达到23. 22%,而常规酸水解得到的还原糖收率仅为18.74%。通过显微镜和红外光谱对水解残余物与稻草原料进行分析后发现：水解后的稻草残渣变细、变薄,并且与稻草原料的结构基本一致,保留了较好的纤维素特征。     

FED-BATCH SIMULTANEOUS SACCHARIFICATION AND FERMENTATION OF MICROWAVE/ACID/ALKALI/H2O2 PRETREATED RICE STRAW FOR PRODUCTION OF ETHANOL

The batch simultaneous saccharification and fermentation (SSF) of microwave/acid/alkali/H₂O₂ pretreated rice straw to ethanol was optimized using cellulase from Trichoderma reesei and Saccharomyces cerevisiae YC-097 cells prior to the fed-batch SSF studies. The batch SSF optima were 10% w/v substrate, 40°C, 15 mg cellulase/g substrate, initial pH 5.3, and 72 hours. Under the optimum conditions the ethanol concentration and its yield were 29.1 g/L and 61.3% respectively. Based on the optimal batch SSF, the fed-batch SSF was investigated and its operation parameters were optimized. Under its optimal conditions the ethanol concentration reached 57.3 g/L, while its productivity and yield were only slightly less than those in the batch SSF. This suggests that fed-batch SSF is a potential operation mode for effective ethanol production from microwave/acid/alkali/H₂O₂ pretreated rice straw.