共固定化细胞发酵纤维素水解液产乳酸的研究

针对在纤维素酶法水解过程中,由于纤维素酶系中纤维二糖酶的不足造成纤维二糖的累积,而酶解产物纤维二糖和葡萄糖的累积又会对纤维素酶的催化反应产生明显的反馈抑制作用等问题,将富含纤维二糖酶的黑曲霉（Aspergillus nigerZU-07）孢子和德氏乳酸杆菌（Lactobacillus delbrium）一起包埋固定在海藻酸钙凝胶珠中,利用共固定化细胞转化纤维素水解液生产乳酸.研究结果表明,共固定化细胞中的纤维二糖酶可以将纤维素水解液中存在的纤维二糖迅速水解成葡萄糖,而固定化乳酸杆菌又能将葡萄糖迅速转化成乳酸.共固定化细胞的最适作用温度为48℃,在纤维素水解液（总还原糖质量浓度为49.40 g/L）中协同反应48 h,生成的乳酸质量浓度为41.71g/L.在反复分批协同反应工艺中,共固定化细胞性能稳定,可重复利用12批以上.     

固定化纤维二糖酶在纤维原料水解中的应用

纤维原料(木糖渣)经里氏木霉(Trichoderma reesei)纤维素酶水解后,水解液中含有大量的纤维二糖,利用固定化纤维二糖酶将其迅速转化成葡萄糖.在重复分批酶解条件下,纤维素水解液中的葡萄糖质量浓度由起始的26.3 g/L提高到46.7 g/L;在连续酶解工艺中,当稀释率为0.3 h-1时,酶柱出口处的纤维二糖质量浓度降为零.将T.reesei纤维素酶和固定化纤维二糖酶的水解反应有机耦连,协同降解纤维原料,从而有效解除酶解过程中因纤维二糖累积所形成的反馈抑制作用,酶解得率达88.2%,比单独采用T.reesei纤维素酶提高了31%.进一步采用分批添料协同酶解工艺,将纤维底物的最终质量浓度增加到200 g/L,水解液中还原糖质量浓度上升至128.5 g/L,酶的利用率得到了明显提高.     

两种纤维素酶水解漂白针叶木纤维能力的比较

采用复合纤维素酶Celluclast 1.5L和内切纤维素酶Novozym 476等分别对漂白针叶木纤维进行了水解实验.通过对比两种酶的酶活力大小以及水解后纤维得率的变化情况,分析比较了两种纤维素酶水解纤维素纤维的能力大小.其结果显示:纤维素酶Celluclast 1.5L具有较高的滤纸酶活,而纤维素酶Novozym 476具有较高的CMC酶活.经纤维素酶Celluclast 1.5L水解处理后,随着酶用量的增加或酶处理时间的延长,纤维得率急速下降,当酶用量为20.0FPU/g、水解时间为2h时,纤维得率约为81%;当酶用量为10.0FPU/g、水解时间为48h时,纤维得率仅为55.34%,这说明纤维素酶Celluclast 1.5L对纤维素具有很强的水解作用,它不仅可以作用于纤维素的无定形区,同时也可以作用于纤维素的结晶区.纤维素酶Novozym 476亦能使纤维素发生一定程度的水解,但催化水解能力远低于纤维素酶Celluclast 1.5L,当Novozym 476用量为50.0CMCU/g时,仅有5%左右的纤维素水解成为葡萄糖.     

外循环气升式生物反应器中酯酶生产及应用

采用海藻酸钙凝胶包埋法固定根霉（Rhizopus sp. F-16）细胞,在外循环气升式生物反应器（工作体积为10 L,高径比为2.9）中发酵生产酯酶.与游离细胞发酵相比,固定化细胞具有发酵时间短、产酶活力高等优点,其最适通气量为0.70 m3/h,最适装液量为8.75 L,发酵48 h时酯酶活力达41.6 U/g细胞.固定化细胞的适宜作用pH为8.0～9.0,适宜作用温度为45～50 ℃,其酸碱稳定性和热稳定性均比游离细胞明显增强.该固定化细胞可直接用于选择性水解外消旋乳酸乙酯生成D-乳酸,当底物的质量浓度为150 g/L,反应时间为3 h时乳酸乙酯的水解率达43.9%,D-乳酸的光学纯度达95.7%.固定化细胞性状稳定,可重复利用,连续降解6批乳酸乙酯的平均水解率为43.3%,D-乳酸的光学纯度平均为95.4%.     

福寿螺多功能纤维素酶EGXA在酿酒酵母中的表达

研究在酿酒酵母中表达福寿螺内源性纤维素酶基因egxa cDNA。结果显示：重组酶水解对一硝基酚纤维二糖苷（pNPC）、微晶纤维素（sigmacell）、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）以及Oatspelt的木聚糖（xylan from oat spelt，麦木聚糖）等4种底物的活力分别为1．25，84，70和196U／L，并发现了天然信号肽，酵母性因子信号肽（MRl）对重组酶表达的影响。     

木质纤维素酶水解技术的研究

在我国可大量转化乙醇的是纤维质材料,纤维质材料转化乙醇的关键问题是纤维质转化为糖的过程．木质纤维原料酶水解是利用木质纤维原料产糖的关键步骤之一．作者对纤维素酶及其水解木质纤维原料作用机制、纤维素酶的生产、木质纤维原料酶水解的影响因素作了全面综述,并对提高木质纤维原料酶水解效率和降低水解成本的途径进行了讨论．     

草菇纤维素酶系统的诱导、分布及初步定性

以蔗糖、果胶、羧甲基纤维素、木聚糖或稻草为碳源培养草菇（Volvariella volvacea），并对它所产生的纤维素酶进行初步研究，发现纤维素酶系主要是由纤维素诱导产生，纤维素酶中的β－葡萄糖苷酶和纤维二糖酶分布在胞内，内切葡聚糖酶分布在胞外。β－葡萄糖苷酶的最适反应温度为60℃,最适pH为6.6，在pH6.6-7.8时比较稳定，保温1h酶活的半衰温度是45℃，纤维二糖酶的最适反应温度为50℃、最适pH为5.8，在pH6.2最稳定，保温1h酶活的半衰温度是44℃，内切葡聚糖酶的最适反应温度为60℃，最适pH为5.4，在pH6.6-7.0时比较稳定，保温1h酶活的半衰温度是58℃。     

玉米秸秆酶解条件优化

考察了玉米秸秆的酶解条件对纤维素酶解率的影响,分析了纤维素酶浓度、温度、pH、酶解时间和固液比对玉米秸秆酶解的影响,比较了分批加酶和分批水解两种方式的玉米秸秆纤维素酶解率.结果表明,采用纤维素酶水解玉米秸秆超细粉,对纤维素的酶解条件进行优化,确定最佳酶解工艺条件为:加酶量30 U/g(对纤维素干重),固液比1∶10,温...     

静电纺PA6/PVA纳米纤维及其纤维素酶的固定研究

利用静电纺丝技术制备PA6/PVA纳米纤维.通过环氧氯丙烷法活化羟基,将纤维素酶固定于PA6/PVA纳米纤维上.考察固定化纤维素酶和自由纤维素酶的酶活,研究固定化纤维素酶的酶学性质.结果表明：自由酶的最适反应温度为55℃,而固定化酶的最适反应温度为65℃,比自由酶的提高了10℃;与自由酶相比,固定化酶的活性随pH值的变化曲线明显变宽,热稳定性显著增强;固定化纤维素酶在4℃下能长时间保持较高的活力.     

还原糖测定方法的规范

探讨了３,５－二硝基水杨酸（ＤＮＳ）添加量,显色时间,氧的溶解量,离子强度以及ＤＮＳ显色后存时间对纤维素酶酶活力测定的影响,氧的溶解量对测定结果影响显著,测定波长的变化对检测样品光吸收值的灵敏度和线性范围影响很大,一般选定５４０ｎｍ为进行纤维素酶酶活力测定的波长,另外当以葡萄糖为标准来测定还原糖时,不同的测定方法会使得纤维二糖的测定值不同,另外,当以葡萄为标准来测定还原糖时,不同的测定方法使得纤维     

棉织物生物整理工艺探讨

本文利用纤维素酶水解催化降解纤维素纤维的特性，把纤维素酶应用于纯棉织物上，通过对比试验测定整理后织物的减量率，强损率，悬垂性及手感，光洁度，筛选出效果良好适用于实际生产的酶及酶整理工艺。     

棉织物生物整理工艺探讨

本利用纤维素酶水解催化降解纤维素纤维的特性，把纤维素酶应用于纯棉织物上，通过对比试验测定整理后织物的减量率，强损率，悬垂性及手感，光洁度，筛选出效果良好选用于实际生产的酶及酶整理工艺。     

玉米芯在常温下的水解动力学研究

为解决可渗透反应墙固定化硫酸盐还原菌原位治理酸性矿井水的碳源问题,以玉米芯为材料,通过模拟废水条件下单因素实验,分析温度、质量浓度、pH值、时间等参数对玉米芯水解液中还原糖含量的影响.根据玉米芯水解实验数据建立了玉米芯水解动力学模型,产糖率CG =k1·（e-k1t-e-k2t）/（k2-k1）,mg/g;确定了不同温度下还原糖生成速率以及降解速率常数;玉米芯水解活化能Ea为33 342.213 kJ/mol;指前因子为3.068×105.说明玉米芯作为缓释碳源在中低温条件下易水解,为以玉米芯固定SRB方法治理酸性矿山废水提供了理论依据.     

固定化基因重组酵母发酵木糖产乙醇

采用海藻酸钙凝胶包埋法固定基因重组酵母Sacchromyces cerevisiae ZU-10,研究了固定化细胞的发酵特性.结果表明,在30 ℃、pH 5.5下发酵80 g/L木糖,游离细胞的发酵周期为96 h,乙醇得率为0.37,细胞固定化后发酵周期缩短至60 h,乙醇得率提高到0.40.利用固定化细胞重复分批发酵8次,木糖利用率均在95%以上,平均乙醇得率为0.39.与游离细胞相比,固定化细胞对乙酸的耐受性明显增强,当质量浓度低于1.2 g/L时乙酸对木糖发酵的影响很小.利用固定化重组酵母发酵玉米秸秆水解液中的葡萄糖和木糖,36 h内65.0 g/L葡萄糖和27.0 g/L木糖被完全利用,生成36.9 g/L乙醇,对葡萄糖和木糖的乙醇得率为0.40.     

固定化细胞发酵生产乳酸及物料在载体中的扩散性质

本文通过研究底物(葡萄糖)与产物(乳酸)在载体海藻酸钙凝胶中的扩散性质和固定化德氏乳酸杆菌发酵乳酸过程中底物的消耗与产物的形成速率联系起来来选择与评价载体,并且确定了固定化细胞乳酸发酵过程是酶活性控制反应而不足扩散控制反应,还通过实验证实了以不同浓度的海藻酸作载体时发酵结果无影响的推测.此外,还通过扫描电子显微镜观察了2%海藻酸钙凝胶的内部结构.     

纤维素酶水解漂白硫酸盐蔗渣浆的研究

本课题以硫酸盐漂白蔗渣浆为原料采用G1184纤维素酶粉作为水解酶,探讨了甘蔗渣浆酶法水解的最佳工艺条件,研究了反应时间、酶用量、反应温度、反应体系的pH值,底物粒度等因素对纤维素酶水解糖化甘蔗渣的影响.结果表明,甘蔗渣浆酶法水解的最佳条件为:原料粒度为100目,在pH值为4.5的乙酸-乙酸钠缓冲液存在的体系中,与0.23 g性为8418 IU/g的C1184纤维索酶在温度为55 ℃的条件下,在全温振荡器中反应44 h后,用紫外-可见分光光度计分析还原糖含量,在最优化条件下,蔗渣浆酶法水解的总转化率为75.45%.正交分析法表明,影响蔗渣浆纤维素酶解的最主要因素是pH值,其次是酶用量和温度,反应时间的影响最小.     

酶法制备全绿豆速溶饮品

以市售的绿豆为原料,采用L9(34)正交实验设计方法对影响绿豆中淀粉、蛋白、纤维素水解的酶用量、底物浓度、水解温度、时间和pH值等5项因素进行了实验,确立了水解绿豆的最佳工艺条件:即淀粉酶的加酶量0.1%(g酶/g绿豆),水解温度100℃,水解时间2 h,pH 6.2,底物浓度1/8(绿豆∶水);蛋白酶的加酶量1%(g酶/g蛋白质),水解温度60℃,水解时间2 h,pH 5.5;复合纤维素酶的加酶量2%(g酶/g纤维素),水解温度50℃,水解时间12 h,pH 4.5.并以全绿豆酶解产物为壁材,通过制备微胶囊技术制得全绿豆速溶饮品.     

响应面法优化磁性固定化纤维素酶的制备

以磁性固定化纤维素酶的酶活力为响应值,应用响应面分析法（Response Surface Methodology,RSM）对制备磁性固定化纤维素酶的主要工艺参数（固定化时间、pH值、离子浓度和酶用量）进行了优化,并且采用二次回归方程拟合了4种因素和酶活力之间的数学模型,决定系数（R2）为0.9024,失拟性分析表明,无失拟因素存在.数学模型得出的最优工艺参数为：固定化时间11.98 h、pH值5.2、离子浓度0.066 moL·L^-1和酶用量202.7 mL,最优条件下得到的最大酶活力为28.45744 IU·g^-1.     

纤维素酶固定化研究

采用交联法制备了聚乙二醇改性壳聚糖(PEG-CS)载体,并将其用于固定纤维素酶.探讨了栽体制备过程中的几种主要影响因素、纤维素酶固定化的影响因素,并对固定化纤维素酶的性质进行了讨论.结果表明,固定化酶最适pH值比原酶降低,最适温度为60℃,比游离酶高10℃.在pH值为5.0,温度40℃时,固定化酶对羧甲基纤维素钠盐的表观米氏常数为7.2 mg/L,而游离酶为3.3 mg/L.与游离酶相比,该固定化纤维素酶热稳定性明显提高,并具有良好的操作和存储稳定性.     

不同预处理方法对棉秆酶水解的影响

研究稀硫酸法、亚硫酸法、亚硫酸盐法预处理的化学药品添加量对棉秆酶水解的影响,对预处理前后的棉秆进行扫描电镜观察,并对3种方法进行了比较．在固液比1：4、温度180℃、保温20min的预处理条件下,纤维素酶用量（相对于绝千底物）10U／g、纤维二糖酶用量（相对于绝干底物）3．6U／g的酶水解条件下,稀硫酸法预处理在98％浓硫酸添加量为5．52％时,棉秆的酶水解转化率为42．63％;亚硫酸法预处理在亚硫酸添加量7％时,棉秆的酶水解转化率为81．25％;亚硫酸盐法预处理在98％浓硫酸添加量0．92％、亚硫酸氢钠添加量为8％时,棉秆的酶水解转化率为70.06％．