木聚糖酶原位协同水解预处理大米草的研究

用氨水与双氧水预处理大米草,与原料大米草一起进行球磨,用于木聚糖酶的协同酶解。结果表明,氨水结合双氧水预处理能有效脱除大米草中的木质素(63.81%),球磨处理能对纤维素结晶结构有所破坏,两者均可有效提高木聚糖酶的水解率。酶水解物主要成分为木糖(12.54%)、木二糖(40.38%)及少量阿拉伯糖(5.50%)。碱预处理结合球磨预处理,对木聚糖酶协同水解大米草产木寡糖具有明显的促进作用。     

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)。     

两段碳酸钠―氧预处理提高麦草酶水解糖化性能的研究

探讨了不同Na2CO3用量下两段碳酸钠―氧(Na2CO3-O2)预处理对麦草化学成分及酶水解效率的影响。Na2CO3-O2预处理麦草浆料得率随Na2CO3用量增大而下降,木质素脱除率随之增加。预处理后废液的pH值约为9,可有效避免碳水化合物的碱性水解和二次剥皮反应,保持较高的预处理浆料得率。预处理后浆料经过由纤维素酶、木聚糖酶和β-纤维二糖酶组合而成的混合酶水解,当预处理Na2CO3用量(以Na2O计)从12%增至18%时,预处理浆料总糖得率的增加较为显著。经20 PFU/g纤维素酶水解48 h后,总用碱量为18%的两段Na2CO3-O2预处理浆料的酶水解总糖得率为40.8%,总糖转化率为67.0%。     

果皮废弃物木质纤维素水解实验分析

为了研究果皮废弃物(柚子皮、橘子皮、香蕉皮)Na OH预处理与酶水解的效率,探讨三种果皮混合酶水解的可行性。第一步选择原料进行前处理和不同浓度(0.5%、1%的Na OH)的碱预处理;第二步通过选取较优预处理(1%的Na OH预处理)样品,根据配方试验设计的单纯形格子点设计的方法制样,建立混合样品比例进行酶水解实验分析。通过测定计算样品水解率,得出酶Accellerase1500对香蕉皮的选择性最强;验证了三种果皮混合酶水解的可行性,对实际的生物质乙醇的生产具有重要的参考价值。     

耐热性木聚糖酶预处理麦草原料及麦草浆的比较研究

研究了耐热性木聚糖酶预处理麦草原料的工艺,并对酶处理麦草原料与碱法麦草浆酶处理的效果进行对比。结果表明:麦草木聚糖酶预处理适宜条件为酶用量40 IU/g、液比1∶9、p H值7.2、时间4 h、温度95℃。该木聚糖酶能够在中性及相对较高温环境下具有较好的酶学稳定性。对比麦草原料及浆料的木聚糖酶预处理效果表明:麦草原料经木聚糖酶处理后酶解液中还原糖含量为1.14%,而麦草浆酶处理后酶解液的还原糖含量为1.23%;经碱抽提后麦草原料还原糖溶解量增加了0.39%,而浆料则增加1.25%。说明木聚糖酶对麦草浆降解半纤维素作用明显优于对麦草原料的作用,且碱抽提提高了酶处理的效果。     

木薯酒精渣的预处理及补料同步糖化发酵制取乙醇

木薯酒精渣的处置是制约木薯燃料乙醇大规模产业化的问题之一。本文立足于探索木薯酒精渣利用途径,分析了木薯酒精渣的主要成分,对比了氨水、氢氧化钠、氨水组合稀硫酸3种预处理方式对于木薯酒精渣纤维素和木素含量及纤维素酶水解效率的影响,分析了处理前后木薯酒精渣的表面结构及纤维素结晶度,并以氨水处理后的木薯酒精渣为底物,进行了同步糖化发酵。结果表明,3种预处理方法中组合预处理能更好地增加纤维素含量和提高纤维素酶水解效率,与未处理原料相比,组合预处理后纤维素含量增加了111.26%,木素下降了35.05%,酶水解72h纤维素转化率从42.10%增加到61.71%。氨水预处理后,原料的木素含量降低,处理后木薯酒精渣的表面变得更加粗糙,纤维素结晶度有所增加,以氨水处理后的木薯酒精渣为底物进行分批补料同步糖化发酵,当初始底物浓度为100.0g/L,分别在20h、40h、60h进行补料至最终底物浓度为400.0g/L时,发酵120h乙醇浓度达到51.0g/L。     

白腐菌预处理对稻草化学组分及酶水解的影响

采用5株白腐菌预处理稻草,对预处理过程中产生的木质纤维素降解酶系以及稻草化学组分变化进行了分析,研究了预处理对后续纤维素酶水解效率的影响。研究结果表明,5株白腐菌在预处理期间(0~50天)均能检测到漆酶(Lac)、锰过氧化物酶(MnP)和纤维素酶(Cel)活性,但未检测到木质素过氧化物酶(LiP)活性。其中凤尾菇培养第20天Lac活性达到最高,为2244 U/L;平菇培养40天MnP活性最高,达771 U/L;凤尾菇和平菇的木质素降解选择性指数(SI)随着预处理时间延长呈上升趋势,培养至50天时平菇的SI达到1.87,比其它4株白腐菌表现出更好的选择性降解木质素能力。云芝4号、平菇和凤尾菇表现出良好的预处理效果,经此3菌株预处理50天的稻草粉,在每克底物20 FPU酶用量条件下用纤维素酶水解48 h,酶水解总糖转化率分别达到59.6%、56.3%和54.4%。     

醋酸预水解对稻草化学成分及酶水解性能的影响

研究了醋酸预处理对稻草主要化学成分及酶水解糖化效率的影响。在160℃下以不同的醋酸用量(0～4%)对稻草进行处理,预处理后稻草的Klason木质素含量基本保持不变,约60%的酸溶木质素被脱除;灰分含量(质量分数)约下降30%,灰分中SiO2则几乎全部保留在预处理浆料中。预处理醋酸用量的增加对酸溶木质素和灰分含量的变化均无显著影响。预处理后高聚糖的降解程度随醋酸用量的增加而上升,其中半纤维素的降解程度尤为显著,阿拉伯聚糖、半乳聚糖大量溶出。对经醋酸预处理稻草的酶水解研究表明,预处理中醋酸用量的增加无助于酶水解液中还原糖得率的提高。稻草于160℃下经不添加醋酸的自水解预处理后,其酶解还原糖得率均高于经醋酸预处理的稻草,当纤维素酶用量为40 FPU/g(对底物)时,稻草中高聚糖的酶水解转化效率最高,葡聚糖、木聚糖的转化率分别为67.8%和45.3%,总糖转化率为58.8%。     

木聚糖酶在麦草碱法化机浆中的应用研究

对木聚糖酶预处理的麦草碱法化学机械制浆与漂白过程中木聚糖酶处理的效果进行了研究。结果表明,在制浆与漂白前酶预处理段较佳的木聚糖酶用量分别为 15 IU/g 和 12 IU/g,酶预处理时间同为 120 min。利用木聚糖酶预处理与 H2O2漂白相结合的 XP5aP5a 多段漂白程序,可以获得 74.6%ISO白度的麦草生物化机浆。     

高纯耐热耐碱木聚糖酶预处理对杨木KP浆漂白特性的影响

研究了耐热耐碱木聚糖酶X对杨木硫酸盐浆预处理的选择性及其对无元素氯(ECF)漂白特性的影响。结果表明:该木聚糖酶预处理具有高的助漂选择性,预处理对纸浆的得率及黏度影响不大;该木聚糖酶对温度及pH的适应范围较广,在温度为75～80℃、pH 8.0～9.5范围内都可以发挥有效的助漂作用,尤其在温度80℃、pH 8.0、酶用量2 IU/g的条件下更能发挥酶效;耐热耐碱木聚糖酶X预处理可减少漂白ClO2用量,当达到对照浆相同白度(90%ISO)时可减少D0段26%～27%的ClO2用量(相当于总用氯量的16%)。