常压中温下水稻秸秆预处理及酶解研究

探究常压中温下不减小生物质粒度的水稻秸秆预处理方法。以预处理后秸秆保留量(g/g)、预处理秸秆酶解产糖量(g/g)、初始秸秆比产糖量(g/g)为预处理的评估指标。通过单因素实验确定以NaOH为预处理试剂。通过单因素和响应面优化得到预处理的条件为温度55℃、时间30 h、质量浓度1. 3 g/d L,初始秸秆比产糖量(g/g)为0. 271 g/g,与预测值基本一致。对预处理前后的水稻秸秆进行电镜扫描和红外光谱分析,显示预处理打破了水稻秸秆的部分关键结构,使其易于酶解。以预处理前后的水稻秸秆为唯一碳源,里氏木霉为菌种进行液态产酶产糖发酵,发现未处理的水稻秸秆中微生物不能生长,预处理秸秆发酵液中里氏木霉长势良好,发酵5 d,测得滤纸酶活(filter paper activity,FPA) 0. 522 IU/m L。本研究将为水稻秸秆预处理技术和生物炼制提供一定的参考。     

高浓玉米秸秆碱法预处理及半同步糖化发酵生产乙醇的工艺研究

为实现玉米秸秆高效转化可发酵糖,提升玉米秸秆生产纤维素乙醇竞争力,对碱过氧化氢法预处理后高浓玉米秸秆半同步糖化发酵生产燃料乙醇的工艺进行了研究。建立底物浓度与酶解糖得率关系模型,以确定适宜的底物浓度。向预处理后的玉米秸秆中添加吐温20,考察其酶解过程特性,确定吐温20最适添加量。结果表明,酶解最适条件为:底物质量浓度200 g/L,吐温20添加量8%(ω)。在该条件基础上,对酵母种龄、吐温20对酵母发酵影响、半同步糖化发酵预酶解时间、半同步糖化发酵的时间、发酵温度进行了研究,确定了半同步糖化发酵的工艺条件为:种龄16 h,吐温20添加量5%(ω),预酶解时间9 h,半同步糖化发酵时间7 d,温度34℃。在最佳条件下,发酵7 d后,乙醇浓度达到23. 64 g/L,乙醇转化率达到76. 54%,较对照组(不添加吐温20)转化率提升3. 41%。该工艺条件下能实现高浓玉米秸秆高效转化可发酵糖及乙醇的目的。     

复合酶降解高温蒸煮玉米秸秆的饲料化研究

利用复合酶在其最优条件下降解高温蒸煮玉米秸秆,然后接入混合酵母同步发酵产菌体蛋白.确定了复合酶降解的最优条件:4g底物(蒸煮秸秆3.072g)加入30mL pH4.8柠檬酸缓冲液,调pH4.8,121℃灭菌20min,待冷却,无菌操作下加入25mg纤维素酶、10mg木聚糖酶、6mg β-葡聚糖酶、1.3mg果胶酶,在50℃、100r/min条件下酶解16h,产糖量0.9349g/30mL.混合酵母发酵实验结果表明.玉米秸秆粗蛋白含量为27.125%,是原秸秆蛋白含量的4.13倍,效果显著,酶用量低,发酵周期短.     

稻草液化产物纤维素的酶解糖化研究

研究了稻草经乙二醇"液化"后的酶解糖化条件,得到了可用于生产2,3-丁二醇等燃料的还原糖.结果表明,经"液化"预处理,纤维素含量由36.7%上升为61.2%,酶解所需用酶量、时间远远少于未处理的秸秆;150g/L的"液化"产物,加酶量68.8IU/g,pH4.8,温度50℃,转速200r/min,酶解108h,得到葡萄糖75.5mg/mL,总还原糖得率为51.5%.用得到的酶解液适量补糖发酵生产2,3-丁二醇,最终得到2,3-丁二醇29.4mg/mL,摩尔转化率达到理论值的73.5%.     

双酶协同法糖化玉米及L-乳酸发酵工艺的研究

通过均匀试验对双酶协同作用进行了玉米糖化条件、发酵条件的研究,得出最佳糖化条件为：糖化温度64℃、α-淀粉酶添加量0.0435g/20g玉米粉、糖化酶添加量0.0742g/20 g玉米粉、pH 5.7、糖化时间6h,还原糖含量可达119.96g/L;最佳发酵条件为：发酵温度37℃、接种量10%、发酵时间48 h,添加麸皮量为30g/100g玉米粉,乳酸得率136.92g/L.     

不同糖化玉米秸秆方法发酵乙醇的工艺研究

以玉米秸秆为原料,分别探讨了酶解糖化发酵乙醇和生物糖化发酵乙醇的效果。结果表明:纤维素酶糖化玉米秸秆发酵乙醇的最佳工艺条件为:纤维素酶量1 400 U/g DS,时间60 h,酵母接种量13%,发酵温度35℃。在此条件下,乙醇产率为0.144 g/g。黑曲霉糖化玉米秸秆发酵乙醇的最佳工艺条件:黑曲霉接种量13%,时间60 h,酵母接种量13%,温度35℃。在此条件下,乙醇产率为0.149 g/g。并对两种糖化发酵乙醇的方法进行了比较。     

低值生物质的糖化工艺研究

玉米秸杆主要成分为纤维素、半纤维素、木质素,传统秸秆水解以过量强酸水解、碱中和为主。本研究采用复合酶法对玉米秸秆进行水解,通过单因素和正交实验,探究物料质量分数、酶解温度、酶解初始pH、酶解时间对玉米秸秆水解程度的影响,确定了玉米秸秆糖化的最佳工艺参数:物料质量分数20%,复合酶浓度97U/g,木聚糖浓度12U/g,温度56℃,初始pH 5,酶解6h。此工艺处理后的玉米秸秆糖化后总糖含量最高。     

酸酶法降解稻草纤维素工艺优化及其发酵产乙醇的研究

对纤维素降解工艺进行了优化,并将其应用于淀粉质原料酿酒中,在减少大米用料的同时增加发酵液糖含量,提高酒度,节约生产成本。实验采用酸法酶法两步处理稻草秸秆纤维素,结果表明,在盐酸浓度2．5％,温度为126℃,固液比（g/mL）为1：2的条件下处理1h,再在温度为50℃,pH值为5．0,酶用量为35IU／g干物质（自制酶液）的条件下水解12h,最终葡萄糖得率为24．5％。水解糖液与大米糖化液按6：4（v／v）配比混合,接入酿酒酵母发酵,产酒蒸馏酒度为13．4％vol。     

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%。     

碱预处理秸秆同步糖化发酵生产丁二酸

研究了碱预处理秸秆及用琥珀酸放线杆菌Actinobacillus sucinogenes同步糖化发酵秸秆生产丁二酸。结果表明:用1.0%NaOH溶液于120℃分别预处理玉米、小麦和水稻3种秸秆2 h,其木质素的脱除率、纤维素与半纤维素的总保留率均在85%以上。以3种碱预处理后的秸秆为原料,在补加纤维素酶与纤维二糖酶的条件下,A.sucinogenes F3-21摇瓶厌氧发酵72 h,产丁二酸浓度分别为30.74 g/L、24.98 g/L和26.57 g/L;在7 L罐中厌氧发酵72 h,丁二酸浓度分别达到40.21 g/L,30.06 g/L和39.07 g/L,每克预处理秸秆产丁二酸分别为0.50g、0.38 g和0.49 g。并用钙盐法对玉米秸秆同步糖化发酵液进行提取,得到纯度为99.98%的丁二酸结晶。说明了玉米、小麦和水稻3种秸杆为原料进行同步糖化发酵生产丁二酸的可行性。     

酒糟纤维素超声波辅助酶解工艺研究

为促进我国酒糟资源的高值化开发和利用,本论文探究了基于超声波预处理的酒糟纤维素酶解工艺条件.首先通过单因素实验研究了超声工作参数(时间、温度、功率)及酶解工艺参数(时间、pH、温度、酶添加量、底物浓度)对酒糟纤维素酶解效果影响,在此基础之上进行了Plackett-Burman试验筛选出影响酶解反应的关键因素,再采用Bo...     

响应面法优化酥李果汁的酶法提取工艺

目的:研究酶解提取酥李果汁的最佳工艺条件,为李深加工利用提供理论参考。方法:以酥李出汁率为指标,在单因素实验基础上采用响应面试验优化,对单一果胶酶、单一纤维素酶、复合酶（果胶酶和纤维素酶）提取酥李果汁的工艺条件分别进行优化。结果:不同加酶方式中对酥李出汁率的影响因素顺序均为酶解温度>加酶量>酶解pH>酶解时间;果胶酶酶解提取酥李果汁的最佳工艺条件为:加酶量0.45 g/L、酶解温度38 ℃、酶解pH3.8、酶解时间72 min,出汁率提高27.13%;维素酶酶解提取酥李果汁的最佳工艺条件为:加酶量0.55 g/L、酶解温度41 ℃、酶解pH4.2、酶解时间105 min,出汁率提高20.18%;复合酶酶解提取酥李果汁的最佳工艺条件为:果胶酶添加量0.45 g/L、纤维素酶添加量0.55 g/L、酶解温度41 ℃、酶解pH4.0、酶解时间87 min,出汁率提高31.79%。三种加酶方式中,回归模型均能较好地反应相应酶制备酥李果浆的出汁率,所得工艺合理可靠。结论:在酶法提取酥李果汁过程中,果胶酶和纤维素酶的不同添加方式均能有效提高酥李出汁率,其中采用复合酶提取酥李果汁效果最佳。本研究成果为贵州李产品开发提供了一定的技术参考。     

产L－乳酸的菌种的筛选及L－乳酸生产新途径

本实验以大豆秸秆酶解液为原料,发酵制备L- 乳酸。首先对产L- 乳酸的四株菌进行筛选,选出性能优良、糖利用率和乳酸产量均较高的干酪乳杆菌作为实验用菌种。然后对乳酸菌发酵大豆秸秆酶解液制备L- 乳酸的影响因素进行了研究,研究结果表明：干酪乳杆菌发酵的最佳接种量为10%,最适发酵温度为30℃,最佳pH 值为5.5;在发酵42h 时,大豆秸秆酶解液中残留糖浓度接近于零,此时,随底物浓度的增高,乳酸产量相应增加,并且酶解液浓度达到34.98g/L 时,乳酸生产没有受到抑制。     

纤维素酶糖化水解荔枝渣工艺条件的优化研究

采用纤维素酶解的方法对荔枝渣进行糖化水解,以增加料液中还原糖的含量,进而提高生物质发酵的利用率。试验研究了酶添加量、酶解初始pH、酶解温度及时间4个因素对糖化效果的影响,先后采用了单因素试验和正交设计试验对糖化工艺进行优化,并经验证得出最佳工艺条件为:纤维素酶添加量50u/g、初始pH4.8、酶解温度50℃、酶解时间持续2.5h,此条件下荔枝渣料液中的还原糖含量可达12.41mg/mL。     

木葡糖酸醋杆菌发酵黄酒糟酶解液产细菌纤维素的研究

该研究利用单因素比较法,分别考察了培养基组成、培养条件及黄酒糟酶解条件对木葡糖酸醋杆菌（Gluconacetobacter xylinus）发酵产细菌纤维素的影响。结果表明,木葡糖酸醋杆菌BC19-2产细菌纤维素的培养基组成为黄酒糟酶解液6%、红茶2 g/100 mL;培养条件为初始pH 6.0、培养温度30℃、接种量6%;黄酒糟酶解条件为酶解时间3 h,黄酒糟酶解液体积分数90%。在此优化条件下,细菌纤维素产量最高为26.5 g/L,且性能较好,为低成本的细菌纤维素生产奠定了基础。     

以水稻秸秆为基质里氏木霉产酶条件优化

以里氏木霉(Trichoderma reesei)为研究对象,对水稻秸秆进行糖化试验。通过单因素试验及响应面法优化里氏木霉产酶培养基及产酶条件。结果表明,里氏木霉产酶最佳培养基为：水稻秸秆15.0 g/L、(NH₄)₂SO₄ 2.0 g/L、KH₂PO₄ 3.0 g/L、MgSO₄·7H₂O 0.5 g/L、吐温-80 0.5 mL/L、微量元素液10.0 mL/L、FeSO₄·7H₂O 0.005 g/L。此优化条件下,菌株的滤纸酶酶活为0.612 PFU/mL,提高了52.6%。最佳发酵条件为：发酵温度29℃,初始pH 6、接种量5.0%、转速150 r/min、发酵时间8 d。在此优化条件下,滤纸酶酶活为1.12 PFU/mL,提高了83.2%。     

稻草液化制取乙醇的研究

对Candida shehatae发酵稻草“液化产物”水解液生产乙醇的工艺进行了研究,对影响发酵阶段的各因素进行了优化.结果表明,稻草经液化预处理,纤维素含量由36.7％上升为63.4％,液化产物经酶解后溶液呈棕红色,其中含葡萄糖762mg/mL,木糖3.31 mg/mL,还原糖得率达到了66.3％.脱色后发酵的最佳条件:初始葡萄糖浓度为60mg/mL,温度为30℃,pH值为5.0,装液量90mL/250mL,转速为100r/min,接种量5.0％,发酵时间为48h,在此条件下乙醇得率可达47.1％,能达到理论得率的92.0％,转化率最高为0.25g/g.     

碱预处理稻草产生物乙醇的工艺研究

以碳酸钠预处理的稻草为唯一碳源,硫酸铵为氮源,采用烟曲霉（Aspergillus fumigatus）对稻草进行酶解,嗜鞣管囊酵母（Saccharomyces tannophilus）对酶解产物进行发酵生产乙醇,并对酶解及乙醇生产工艺进行研究。结果表明,烟曲霉及嗜鞣管囊酵母发酵碳酸钠预处理稻草生产乙醇的工艺为10 g稻草经90 mL 0.15 mol/L碳酸钠预处理后,调节pH值为4.5,按4%（V/V）的接种量接入烟曲霉种子液,于37 ℃、150 r/min条件下酶解12 h后,按2%（V/V）的接种量接入嗜鞣管囊酵母种子液,于37 ℃、150 r/min条件下发酵16 h,生物乙醇产量达到最高为（26.30±0.86） g/L。     

茶树菇呈味物质的提取及鲜味剂的研究

为了提高茶树菇呈味物质的提取得率和增加茶树菇产品的可加工性,该研究以茶树菇为原料,采用超声波辅助酶法提取茶树菇中呈味氨基酸和呈味核苷酸,并将其制作成鲜味剂。通过单因素和正交实验确定并优化了木瓜蛋白酶和5′-核苷酸酶酶解的最佳条件。实验表明,茶树菇呈味氨基酸的最优酶解条件为:加酶量0.25%,酶解温度55℃,pH 5,酶解时间100 min,α-氨基酸得率为3.82 g/100 g,呈味核苷酸的最优酶解条件为:加酶量0.25%,酶解温度50℃,pH 5.5,酶解时间130 min,5′-核苷酸得率为0.74 g/100 g。茶树菇中呈味氨基酸和呈味核苷酸使其具有独特的鲜味特征。研究结果为茶树菇呈味物质的提取和鲜味产品的开发提供了理论基础。