高效协同酶解中性汽爆玉米秸秆的工艺优化

玉米秸秆是我国主要的农业废弃物之一,在木质纤维素乙醇领域具有广阔的应用前景。而玉米秸秆预处理和酶法糖化成本过高是目前工艺中的重点和难点之一。从4种纤维素降解酶制剂中优选出对中性汽爆玉米秸秆有最佳协同效果的木霉和黑曲霉纤维素酶制剂（6∶4体积比混合）。在此基础上,评估了木聚糖酶、β-葡萄糖苷酶、β-葡聚糖酶、漆酶、锰过氧化物酶等酶制剂,聚乙二醇-4000、吐温-80、牛血清白蛋白等非酶因子对糖化效率的影响,得到了一组高效协同降解汽爆玉米秸秆的复合酶体系,并获得了适宜的糖化工艺。结果表明,以每克中性汽爆预处理的玉米秸秆为底物,加入10FPU木霉/曲霉混合酶液,并添加1000IU的木聚糖酶和0.05 g PEG4000,于50℃/150 r·min^-1相似文献   

碱性过氧化氢预处理对稻草秸秆酶解的影响

木质纤维素生物转化的关键是预处理和酶解,为了提高木质纤维素的生物转化效率,在温和条件下对稻草秸秆进行弱碱性过氧化氢处理。研究了稻草秸秆处理固液比、过氧化氢和纤维素酶添加量对酶解糖化的影响,结果表明:稻草秸秆固液比为800 g/L,过氧化氢添加量为0.125 g/g,酶解时纤维素酶浓度25 FPU/g底物为较好,红外分析表明稻草秸秆处理后,秸秆纤维素的结晶度和木质素含量都有所下降,促进了生物转化后续过程中的酶解糖化。     

响应面法优化水/醇处理后汽爆玉米秸秆酶解

为了提高水/醇处理后汽爆玉米秸秆的酶解还原糖产率,对其酶解条件进行了优化。通过响应面优化法确定了底物质量浓度为53.28 g/L,纤维素酶用量为53.32 FPU/g,酶解时间为60.45 h时,还原糖产率可达672.36mg/g,与秸秆物料及汽爆后物料相比,酶解还原糖产率分别提高了170.46%和28.97%。化学组分及结构形貌分析表明,汽爆水/醇处理后物料纤维素含量显著增加,物料相对结晶度增高,其结构更有利于纤维素酶分子的吸附。     

纤维素酶高效水解麦秆的工艺研究

以纤维素酶水解蒸汽爆破麦秆的过程为研究对象,考察了底物浓度、纤维素酶用量、β-葡萄糖苷酶装载量以及化学激活剂对麦秆水解的影响。结果表明,高底物浓度下的最佳酶解工艺条件为底物(麦秆)浓度20%,酶装载量(U/g纤维素):滤纸酶活45、β-葡萄糖苷酶25、木聚糖酶800,0.1 mmol/L Mg2+、0.1 mmol/L Co2+、10 mmol/L Fe3+,1 g/L PEG2000、1 g/L Tween80和1 g/L山梨醇,搅拌速度120~150 r/min,分批补料,p H4.8,50℃,水解时间144 h。在此条件下,还原糖浓度达115.43 g/L,葡萄糖浓度达88.39 g/L,转化率也分别达到78.04%和88.73%。     

响应面法优化水/醇处理后汽爆玉米秸秆酶解的研究

为了提高水/醇处理后汽爆玉米秸秆的酶解还原糖产率,对其酶解条件进行了优化。通过响应面优化法确定了底物浓度为53.28g/L,纤维素酶用量为53.32FPU/g,酶解时间为60.45h时,还原糖产率可达672.36mg/g,与秸秆物料及汽爆后物料相比,酶解还原糖产率分别提高了179.21%和37.29%。化学组分及结构形貌分析表明：水/醇处理后物料纤维素含量显著增加,X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)结果表明经过水/醇处理后物料相对结晶度增高,但结构更有利于纤维素酶分子的吸附。     

乙酸预浸对玉米秸秆蒸汽爆破预处理的影响

对经乙酸预浸汽爆预处理的玉米秸秆进行了组分含量和抑制物分析,并研究了玉米秸秆预处理后的酶水解性和同步糖化发酵。与未经乙酸预浸相比,乙酸预浸玉米秸秆能在相对低温下进行汽爆预处理,在提高半纤维素水解程度的同时,并不会明显增加糠醛等发酵抑制物。酶水解实验表明,玉米秸秆经乙酸预浸,再以 200 ℃ 进行汽爆后的酶水解效果较好,每克原料可获得 284 mg 葡萄糖,提高了 10.2 %,为理论值的 76.8 %;乙酸预浸玉米秸秆经过 96 h 同步糖化发酵,获得了 22.5 g/L 的乙醇浓度,为理论值的 72 %;相比未经乙酸预浸的玉米秸秆,提高了11.9个百分点。     

半纤维素酶研究进展及在纤维素乙醇领域的应用

近年来,在纤维素乙醇研究及示范进程中,纤维素酶的研究取得了较大的进展,半纤维素酶的研究却关注较少.半纤维素酶作为一个复杂的酶系,在木质纤维素底物水解过程发挥了关键作用.基于玉米秸秆的半纤维素结构,概述了玉米秸秆降解所需半纤维素酶系的酶学特性和协同作用等方面的研究进展,探讨了纤维素乙醇预处理工艺与酶制剂复配之间的关系,并...     

绿液预处理玉米秸秆产纤维素酶的研究

研究了绿液预处理玉米秸秆对里氏木霉产纤维素酶的影响。通过正交试验考察3个预处理条件对玉米秸秆产纤维素酶的影响,从极差和方差分析可知,对绿液预处理玉米秸秆产纤维素酶的影响程度由大到小依次是总碱量、蒸煮温度、硫化度,最大滤纸酶活(FPA)达到2.6 IU/mL。比较在蒸煮温度140 ℃和170 ℃,总碱量4 %,硫化度0、20 %、30 % 与40 %下所产的FPA,经综合评定,在最优条件下蒸煮温度140 ℃,总碱量4 %和硫化度0时可以尽量避免原料损失的前提下,保证FPA的大小,结果表明,里氏木霉利用绿液预处理玉米秸秆来产纤维素酶是可行的。以蒸煮温度140 ℃,总碱量4 %和硫化度0的条件下绿液预处理得到的玉米秸秆为碳源,碳源浓度为12 g/L,FPA和β-葡萄糖苷酶活(β-GA)分别达到2.5 IU/mL和1.3 IU/mL,产酶周期5 d。     

玉米芯氨水预处理及酶解工艺研究

为有效提高木质纤维素酶解转化率,文中以玉米芯为研究对象,在常压中温下采用氨水浸泡工艺处理原料,考察了预处理条件对木质素脱除率和纤维素、半纤维素酶解转化率的影响规律。确定了最适预处理条件:氨水质量分数为15%、固液质量体积比为1∶6 g/mL、反应温度为60℃和预处理时间为12 h。该条件下纤维素、半纤维素回收率和木质素脱除率分别为94.5%,86.7%和48.1%;在每g葡聚糖加入30 FPU纤维素酶和60 CBUβ-葡萄糖苷酶条件下,酶解24 h后纤维素和半纤维素酶解转化率分别可达83.0%和81.6%。     

真菌纤维素酶系催化纤维素水解活力的测定方法简介

<正>在测定纤维素粗酶样品对不溶性固体纤维素的水解活力时,尽管选用同一纤维素底物,并以同样的纤维素粗酶样品在相同温度下水解,测定结果受反应条件如纤维素底物浓度、纤维素酶浓度以及水解时间等因素的影响而相互差别很大。而纤维素粗酶作为多个纤维素酶组分的混合物,其糖化能力更加能够反应其中各个组分之间的协同水解转化能力。本文中选择了比底物水解率(SSC)作为纤维素酶浓度的函数,即单位纤维素酶每分钟对滤纸的水解百分比作为纤维素粗酶样品不同浓度的目的函数,从而克服了以上条件对纤维素酶活测定的影响。并以水解过程中SSC瞬时速率的AUC(Area under curve)对加入纤维素酶的量做图得到的斜率评价纤维素酶样品的水解能力。经检验,该方法也适用于以棉纤维、微晶纤维素PH101和磷酸膨胀纤维素等不同纤维材料为底物时纤维素酶粗酶样品糖化能力的测定。     

黑曲霉液体发酵制备 β- 葡萄糖苷酶的研究

研究了培养条件对黑曲霉液体发酵制备β-葡萄糖苷酶的影响及β-葡萄糖苷酶的表观酶学性质。麸皮是黑曲霉β-葡萄糖苷酶的较适诱导物。黑曲霉NL02以 40 g/L 麸皮为碳源,在 250 mL 三角瓶中装液 40 mL,接种量 8%,初始pH值5.5, 30℃、 170 r/min 下培养 10 d,β-葡萄糖苷酶活力为 19.12 IU/mL。β-葡萄糖苷酶最适温度为 65℃,40℃ 时稳定性较好;最适pH值为4.8,在pH值3.0～5.0之间稳定性较好。     

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。     

香叶天竺葵鲜叶挥发油的镇咳活性成分分析

采用水蒸气蒸馏香叶天竺葵鲜叶,提取香叶油,并用GC-MS法对从香叶油中分离出的40多种组分做了分析,鉴定了其中24个化学组分,其GC含量占挥发油总量的95.45%含量最高的是香茅醇(30.69%),其它依次为甲酸香茅酯(11.89%)、异薄荷酮(9.73%)、β-古芸烯(6.89%)、芳樟醇(3.52%)、顺-玫瑰醚(3.38%)、大牛儿烯(3.13%)、香叶醇(3.05%)、α-石竹烯(2.55%)、α-蒎烯(2.43%)、β-石竹烯(2.31%)、α-二去氢菖蒲烯(2.21%)、β-榄香烯(2.19%)、丙酸香茅酯(2.08%)等。研究结果还表明,香叶油含有13.89%镇咳平喘药用功效的成分,如香叶醇、石竹烯、α-蒎烯、α-水芹烯、愈创木醇、β-月桂烯、柠檬烯等。本研究为香叶油的利用开拓了思路,也为其药用价值提供了初步的实验依据。     

以里氏木霉制备纤维素酶的研究

以里氏木酶（Trichoderma reesei Rut C-30)为产酶菌株,采用不同纤维底物（麸皮,玉米皮及玉米秸杆）制备纤维素酶,研究其酶解效果及酶系构成。研究表明,玉米秸杆底物最佳,滤纸酶活达到1．87IU/mL,产酶收获期为112h,麸皮底的收获期最短,达48h但滤纸酶活最低,达0．76IU/mL,产酶时间长短将影响酶系构成,时间长酶系结构合理,滤纸酶活高。     

NaOH/AQ预处理对玉米秸秆脱木质素及酶解性能的影响

对玉米秸秆进行氢氧化钠/蒽醌（NaOH/AQ）去木质化预处理,考察了预处理温度、时间和NaOH用量对玉米秸秆脱木质素程度的影响,并探讨了脱木质素程度对提高预处理后物料酶解性能的影响。L₉（3⁴）正交试验得出较适宜预处理工艺条件为：温度160℃,时间60 min,NaOH用量（以绝干原料质量计）2.8%;其他条件为AQ用量0.05%,固液比1：5（g：mL）,此时木质素脱除率为75%,酶解后聚糖转化率达到73.79%。随着物料脱木质素程度的提高,其酶解效率相应增加;当木质素脱除率达到一定程度后,预处理后的聚糖转化率达到最大值,继续提高木质素脱除率,聚糖转化率反而降低。响应面优化的酶水解工艺条件为纤维素酶用量30 FPU/g,β-葡萄糖苷酶10 IU/g,反应时间72 h,温度50℃,底物质量分数2.5%,此时还原糖得率为85.62%。对酶解液进行HPLC分析,酶解液中的葡萄糖质量浓度为14.83 g/L,木糖质量浓度为4.83 g/L。XRD分析显示,预处理前后纤维素的晶型没有变化,而结晶度由31.40%提高至46.91%,表明物料中木质素和半纤维素发生了不同程度的溶出。     

Comparison of Ultrasonic and CO(2) Laser Pretreatment Methods on Enzyme Digestibility of Corn Stover

To decrease the cost of bioethanol production, biomass recalcitrance needs to be overcome so that the conversion of biomass to bioethanol becomes more efficient. CO(2) laser irradiation can disrupt the lignocellulosic physical structure and reduce the average size of fiber. Analyses with Fourier transform infrared spectroscopy, specific surface area, and the microstructure of corn stover were used to elucidate the enhancement mechanism of the pretreatment process by CO(2) laser irradiation. The present work demonstrated that the CO(2) laser had potential to enhance the bioconversion efficiency of lignocellulosic waste to renewable bioethanol. The saccharification rate of the CO(2) laser pretreatment was significantly higher than ultrasonic pretreatment, and reached 27.75% which was 1.34-fold of that of ultrasonic pretreatment. The results showed the impact of CO(2) laser pretreatment on corn stover to be more effective than ultrasonic pretreatment.     

松节油标准样品的制备及特征组分研究

对比研究了溶剂法和水蒸气蒸馏法制备马尾松、湿地松和思茅松松节油的工艺,使用水蒸气蒸馏法制得的3种松节油样品均符合国家标准《脂松节油》GB/T 12901-2006的质量指标要求。GC和GC-MS分析结果显示, 3种松节油样品的主要特征组分有α-蒎烯、β-蒎烯、苧烯、β-水芹烯和长叶烯、石竹烯等,而且含量差异比较明显。主要成分α-蒎烯与β-蒎烯相对含量之比分别为马尾松松节油8.5、湿地松松节油2.0和思茅松松节油4.0,该比值具有非常明显的差异性,其比值的大小有可能作为松树树种鉴别的一项重要判断依据。