不同预处理方式对玉米秸秆酶解液成分的影响

玉米秸秆中的单糖或者寡糖的释放由于芳香族聚合物木质素阻遏纤维素酶进行糖解聚作用而效率地下.然而预处理作用可以有效地移除木质素或者打破木质素的结构,从而可以增强还原糖的释放.其过程主要包括2个生物转化程序:玉米秸秆中纤维素的水解产生还原糖,然后进行生物乙醇发酵生产过程.在该研究中,通过HPLC方法监测不同预处理方法处理玉米秸秆酶水解液中的成分,从而得到最佳的预处理方法.结果表明,磁力搅拌辅助CO2激光协同通气预处理方法的糖化效果高于其他预处理方法.     

氧气-离子液体预处理对麦草酶解效率的影响

以麦草为原料,探讨了氧气(O2)-离子液体(1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐,[Emim]Ac)预处理工艺条件,以期提高麦草的酶解效率。结果显示,较适宜的O2-[Emim]Ac预处理条件为:固液比1∶1.5,氧压0.4 MPa,温度130℃,处理时间6 h。在此条件下,经过O2-[Emim]Ac预处理的麦草酶解(酶解条件为:纤维素酶用量30 U/g原料,酶解时间72 h)还原糖得率为65.1%,高于未经预处理麦草酶解还原糖得率5倍以上。扫描电镜、X射线衍射和红外光谱分析表明,O2-[Emim]Ac预处理后麦草纤维表面粗糙,孔隙增加,结构疏松,结晶度降低12.6%。     

不同类型低共熔溶剂预处理对玉米秸秆酶解效率的影响

为探索不同类型低共熔溶剂（DES）预处理提高生物质酶解效率的机制,该研究选取两类DES即酸性（氯化胆碱(ChCl)-乳酸(Lac)、甜菜碱(B)-Lac）和碱性DES（ChCl-乙醇胺(M)、ChCl-N-(2-羟乙基)乙二胺(CN-2)）预处理玉米秸秆,对比研究不同酸碱性的DES对玉米秸秆组分和酶解效果的影响。研究表明碱性DES预处理和酶解效果较好,多糖含量从未处理时51.59%提高到81.33%~83.36%,木质素去除率71.35%~89.72%,多糖降解较为完全。红外光谱显示预处理中大量木质素和半纤维素的链接键发生断裂,糖苷键吸收峰显著增强;X-射线衍射表明玉米秸秆结晶度数值由32.99增至处理后的53.60,但晶体结构未改变。与酸性DES相比,碱性DES处理后外观色泽较浅,扫描电镜显示与未处理相比,预处理后的纤维疏松且粗糙。两类DES均是高效的预处理溶剂,碱性DES除本身碱性外,还可选择性的去除木质素,破坏半纤维素和木质素间链接键,纤维素与酶的接触面增大,从而酶解效率显著提高。该研究为生物质预处理新型DES溶剂的设计和选择提供一定的理论参考。     

预处理对玉米秸秆纤维筛分及酶解性能的影响

分别采用热水和NaOH对玉米秸秆进行预处理,并对预处理后玉米秸秆进行筛分。研究了两种预处理方法对玉米秸秆不同筛分组分及其化学成分的影响,并对不同筛分组分的纤维素酶解性能进行了研究。结果表明,与热水预处理相比,NaOH预处理玉米秸秆的细小纤维含量和纤维素酶解转化率更高。不同筛分组分的化学成分和酶解性能有一定差异,细小纤维的纤维素酶解效率更高。     

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。     

离子液体预处理对奇岗草木素脱除率及酶解效率的影响

本研究以奇岗草为原料,探讨了不同工艺条件下醇胺类离子液体对奇岗草木素的脱除率,并利用红外光谱、X射线衍射和扫描电子显微镜分析了醇胺类离子液体预处理后奇岗草的官能团、结晶度和微观形貌的变化。结果表明,5种离子液体中乙醇胺醋酸盐([EOA][OAc])预处理对奇岗草木素脱除效果最佳,处理效果优于咪唑类离子液体;[EOA][OAc]预处理较适宜的条件为:预处理温度140℃、预处理时间5 h和固液比1∶10,此条件下木素脱除率可达76. 67%;而且经过预处理后奇岗草在50℃、混合酶用量为20 FPU/g条件下酶水解72 h时,葡萄糖和木糖产率分别达到85. 78%和79. 78%,是未经过预处理奇岗草葡萄糖和木糖产率的5. 37倍和12. 97倍。经过[EOA][OAc]预处理的奇岗草纤维素含量在最优条件下由37. 99%增至52. 49%,纤维结构疏松,纤维素晶型不变,结晶度降低,纤维素可及度提高,且[EOA][OAc]循环使用至第5次时,其木素脱除率为(48. 46±2. 01)%,说明[EOA][OAc]具有良好的循环使用性能。     

氨化预处理对玉米秸秆酶解产糖的影响

为综合利用玉米秸秆,加快纤维素酶降解玉米秸秆。本文以玉米秸秆为原料,还原糖产量为主要指标,通过氨化预处理后酶解玉米秸秆,采用DNS法测定还原糖产量,并考察氨化剂种类、浓度、固含量和氨化时间对玉米秸秆酶解产糖的影响。结果表明,在以碳酸铵为氨化剂,氨化剂浓度为20%,固含量为50%,氨化时间为11 d,在此条件下,还原糖产量最高为314.18 mg/mL,与直接酶解秸秆相比提高51.80%。扫描电镜结果显示,米秸秆经碳酸铵氨化预处理后,木质素和纤维素的结构发生变化,表面结构变得粗糙疏松,纤维素暴露,更有利于纤维素酶的作用。此外,FTIR发现,氨化处理后玉米秸秆在2920和1650 cm^-1处的吸收峰减弱,其峰值降低一定程度上代表木质素结构被破坏。总体来看,玉米秸秆经过碳酸铵氨化预处理后,更有利于酶解玉米秸秆。     

纤维素酶用量和底物浓度对玉米秸秆酶解的影响

首先采用碱液湿磨法对玉米秸秆进行预处理,然后对预处理玉米秸秆进行酶解,调查了纤维素酶用量、底物浓度对还原糖收率和反应速度的影响,同时讨论了木质素对纤维素酶解的抑制机理。纤维素酶用量在1.5～30FPU/g的范围内变化,底物浓度在10～40g/L的范围内变化。通过对预处理玉米秸秆酶解的响应面分析,得到了还原糖收率与纤维素酶用量、底物浓度之间的关系式。实验结果表明,纤维素酶用量越大,酶解反应速率随底物浓度的增加幅度也越大。木质素对纤维素酶的吸附会造成纤维素酶的失活,从而导致酶解反应速率和还原糖收率的降低。     

酸性蛋白酶预处理对小麦秸秆纤维素酶酶解的影响

为提高小麦作物秸秆酶解效率,对小麦秸秆进行酸性蛋白酶酶解预处理,然后进行纤维素酶酶解。以最终得糖率为指标考察酸性蛋白酶预处理对纤维素酶降解小麦秸秆的影响。采用单因素和正交实验对酸性蛋白酶酶解预处理条件进行优化,结果表明预处理小麦秸秆最优条件为:反应温度45℃,反应时间4h,加酶量0.5%(酶∶原料),固液比1∶12(g/mL),pH为3。经预处理条件优化后,纤维素酶解率达73.12%。      

酸性蛋白酶预处理对小麦秸秆纤维素酶酶解的影响

为提高小麦作物秸秆酶解效率,对小麦秸秆进行酸性蛋白酶酶解预处理,然后进行纤维素酶酶解。以最终得糖率为指标考察酸性蛋白酶预处理对纤维素酶降解小麦秸秆的影响。采用单因素和正交实验对酸性蛋白酶酶解预处理条件进行优化,结果表明预处理小麦秸秆最优条件为:反应温度45℃,反应时间4h,加酶量0.5%(酶∶原料),固液比1∶12(g/mL),pH为3。经预处理条件优化后,纤维素酶解率达73.12%。     

玉米秸秆制酒精--秸秆预处理及水解方法的探讨

利用丰富、价廉的玉米秸秆为原料生产酒精已成为必然趋势，而最需要解决的关键问题是玉米秸秆的预处理及水解转化技术。研究结果表明，玉米秸秆先采用蒸汽爆破法或温氧法预处理，使木质素和纤维分离，然后进行酶水解，可使纤维素转化率达85％，再利用酵母发酵生成酒精。     

原料前处理对玉米浆酶解效果的影响及酶解工艺优化

玉米浆加工前预处理可解决溶解性不佳、易老化等问题,提高其加工特性、加工产品的感官品质及营养吸收率。该研究以玉米为原料,通过单因素及响应面优化试验,得到不同预处理方法对玉米浆后续酶解效果的影响,以及玉米浆酶解最佳工艺条件。结果表明,预处理选择膨化工艺,中温淀粉酶酶解条件：料液比为1∶5（g/mL）、酶添加量0.4%、酶解温度70℃、酶解时间60 min,此条件下制得的玉米酶解物可溶性固形物含量大于13 g/100 mL,原料利用率大于40%。在此基础上,以葡萄糖当量（dextrose equivalent,DE）为指标进行响应面优化试验,得到玉米浆最佳酶解条件：采用膨化玉米糁为原料,料液比1∶5（g/mL）,中温淀粉酶添加量0.45%、酶解温度70℃、酶解时间80 min,葡萄糖淀粉酶作用pH值为4、酶添加量0.2%、酶解温度70℃、酶解时间60 min,最终酶解产物的DE值高于58%。     

超声预处理对玉米蛋白可酶解性的影响

旨在采用超声预处理改善玉米蛋白的酶解性,研究了超声频率模式(单频、双频、定频和扫频)及频率参数对玉米蛋白酶解水解度及溶解率的影响,采用高效尺寸排阻色谱法对酶解液的分子质量分布进行了表征。研究发现,(68±2)kHz/(28±2)kHz双频扫频为最佳超声频率模式,优化试验获得超声预处理的最佳工作参数为:超声温度30℃、料液比1:20(g/mL)、超声处理时间40 min、扫频周期500 ms、超声功率密度80 W/L、脉冲超声的工作时间10 s和间歇时间3 s。在最佳超声频率模式及工作参数预处理的条件下,水解度和蛋白溶解率分别为23.6%和75.2%,较对照组(未经超声处理)分别提高了39.4%和54.7%,且酶解液具有更窄的分子质量分布范围。这表明超声预处理能促进玉米蛋白向多肽转化,尤其有利于分子质量为200~1 000 u的玉米蛋白肽的形成。     

纤维素酶酶解玉米秸秆新型蒸煮浆的工艺研究

本文以玉米秸秆活性氧固体碱蒸煮浆（木素脱除率82.1%）为原料,用国产纤维素酶（酶活为13.94 FPU/100 mL）进行酶解试验,探索酶解最佳工艺条件。结果显示：底物固液比为0.47%（m/V）,酶解pH值为4.70,酶解温度为50℃,酶解时间为72 h时酶解液还原糖含量最大,即糖得率最大,达59.41%。本研究也进行玉米秸秆经不同方法预处理后的酶解实验,结果显示其纤维素酶解效果顺序为：活性氧固体碱蒸煮浆〉硫酸盐浆〉机械粉碎〉未预处理玉米秸秆。     

酶解玉米蛋白粉制备玉米肽

研究碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶对玉米蛋白粉的水解效果,以及2种酶分步水解效果.结果表明,碱性蛋白酶的水解效果比木瓜蛋白酶提高7.72%,而双酶分步水解又比碱性蛋白酶水解效果提高20.15%.可得双酶分步水解比单酶水解的效果好.     

超声预处理对米渣蛋白酶解特性的影响

以米渣粉为原料,以常规酶解作对照,考察不同超声功率(100 W和300 W)、超声时间(15 min和30 min)和超声模式(连续超声和工作间歇比2:2 s)预处理米渣原料后对酶解改性米渣蛋白回收率、水解度、可溶性氮含量、表面疏水性和粒径的影响。研究表明,不同超声处理条件对米渣蛋白的回收率、可溶性氮含量和水解度影响不显著,但同对照组相比,蛋白质回收率和水解度均有所提升。表面疏水性随着超声功率和超声时间的的增大而增大,间歇超声处理米渣蛋白的表面疏水性小于连续超声处理的。超声功率从100 W增加到300 W时,蛋白质粒径由236 nm增加至256 nm,但都小于未超声组;超声时间15 min时米渣蛋白粒径小于未超声组,当超声延长至30min时粒径增大;间歇超声处理的蛋白质粒径大于连续超声组且都小于未超声组。超声预处理可改善米渣蛋白的酶解敏感性,提高其水解度和蛋白质回收率。与单一酶解改性相比较,超声预处理后酶解得到的改性米渣蛋白可溶性氮含量提高,表面疏水性降低,粒径减小。     

超声波辅助酶法水解玉米蛋白的研究

本实验对玉米蛋白在碱性条件下的酶解工艺进行研究,提出一种超声波预处理和碱性蛋白酶酶解相结合的方法,可在短时间内提高产品得率。通过单因素试验及正交试验的考察,超声波辅助酶法水解玉米蛋白的最佳工艺为：超声波预处理时间4min、底物浓度2%、酶浓度5%、pH10.5、温度55℃。在此条件下,玉米蛋白的水解度为61.47%。