离子液体预处理对玉米秸秆酶解效率的影响

离子液体作为一种可应用于木质纤维素预处理的新型绿色溶剂,以其处理效率高、环境友好等优势越来越受到人们的关注。采用4种离子液体:1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([Emim]Ac)、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([Bmim]HSO4)、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF_4),处理玉米秸秆,比较预处理后物料的酶解效果,并考察预处理后秸秆的成分、表面形态和结构的变化对酶解效率的影响,以探究离子液体预处理提高酶解效率的机制。结果表明,[Emim]Ac、[Amim]Cl、[Bmim]BF_4等3种离子液体在130℃下处理玉米秸秆1.5 h均可以在一定程度上去除木质素,有效地打破木质素与半纤维素的连接键,提高酶解效率。其中,[Emim]Ac具有较好的木质素选择性脱除效果,使木质素去除率达54.47%,有效破坏了包裹着纤维素的致密网状结构,增加物料的表面粗糙度,同时使纤维素由晶型I转变为更易酶解的晶型II,使预处理后秸秆的酶解效率提高到91.20%,是预处理前酶解效率的4.77倍。     

碱预处理对慈竹机械浆酶解的影响

以慈竹机械浆为研究对象,分别采用NaOH和NaOH加H2O2两种方法对原料进行预处理,考察预处理条件对酶解还原糖产率的影响。得到NaOH最佳预处理条件为:预处理温度90℃、固液比1∶5g/mL、时间2h、NaOH用量12%(g/g绝干)。在此最佳条件下,慈竹机械浆半纤维素保留率为87.92%、纤维素保留率为90.29%、木质素脱除率为43.24%;在pH4.8、加酶量20FPU/g预处理后底物、反应温度50℃的条件下酶解24h,还原糖产率为30.36%。扫描电镜观察显示,经碱性预处理过的慈竹机械浆变得粗糙而多孔,增加了纤维素酶的吸附位点,酶解速率加快。     

响应面优化碱醇预处理麦草酶解效率及木质素组分分离

采用氢氧化钠为催化剂,用乙醇对麦草进行预处理以提高其酶解糖化效率,并对降解溶出的碱醇木质素(AEL)进行回收提纯及结构表征,以实现麦草全组分高值化利用。基于Box-Behnken设计原理,选取预处理温度、碱用量和预处理时间为主要影响因素,采用响应面分析法优化了麦草秸秆碱醇预处理的工艺条件,建立了二次多项式数学模型。结果表明:3个因素对酶解率的影响大小依次为:碱用量>预处理温度>预处理时间。最佳预处理工艺为:预处理温度140℃,碱用量1.19%,预处理时间2.37 h;所得物料在pH4.8、加酶量20 FPU/g纤维素酶和20 IU/g β-葡萄糖苷酶、反应温度50℃的条件下酶解48 h,酶解总糖转化率为96.78%(以酶解底物为基准)。化学组分及扫描电镜分析表明,碱醇预处理可去除84.62%的木质素(以原料为基准),纤维致密结构被破坏,表面出现许多凹陷和裂缝,增加了酶对底物的可及性,提高了酶解效率。采用FT-IR对AEL进行结构表征,结果表明,AEL中除部分C-O-C键和C=O键发生断裂,其他基团得到了较好的保留,AEL作为预处理副产物具有较大的应用价值。     

高温预处理稻草秸秆条件的优化

对稻草秸秆高温预处理条件进行优化,以提高酶解还原糖得率为目的,探讨了高温预处理时固液比、pH、温度、时间对还原糖得率的影响.通过采用单因素多水平和正交实验方法得到最优预处理条件:固液比为1∶8,pH为12,温度为190℃,时间15min.在此最优条件下,酶解后的还原糖得率为88.97％.     

玉米秸秆发酵燃料乙醇预处理条件的优化

以玉米秸秆为原料,利用不同浓度的稀硫酸在均相反应器中对其进行高温水解,获取可发酵性还原糖。结果表明,以0.8%(w/w)的稀硫酸,在150℃,保温1h的预处理条件下,水解还原糖得率达57.3%。对处理过的玉米秸秆进行X射线衍射分析,发现其结晶度提高。该条件的处理液经纤维素酶与木聚糖酶酶解,还原糖得率可达92%以上。     

小麦B淀粉一步酶解产糖优化及酒精发酵

以小麦B淀粉为原料,优化其一步酶解制备可发酵糖的工艺及后续酿酒酵母发酵生产酒精,提高其利用价值。首先对小麦B淀粉基本组分含量进行测定,其次使用α-淀粉酶和糖化酶组成复合酶对小麦B淀粉进行一步酶解制备可发酵糖,详细考察复合酶用量、料液比、酶解温度、酶解时间及pH对还原糖得率影响,对以上参数进行正交优化,获得酶解最佳工艺条件,最后利用酿酒酵母发酵所得酶解糖液生产酒精。结果表明,小麦B淀粉中淀粉含量85.61%,蛋白质和灰分含量都达到2%左右,戊聚糖含量接近5%,通过正交优化确定酶解产糖最佳条件为复合酶用量4 mL,料液比1:25 g/mL,酶解温度60℃,酶解时间10 h,pH5.0,在此条件下还原糖得率达到94.6%。利用酵母发酵产酒精,最终酒精浓度达到12.76 g/L,酒精原料得率为31.90%。本研究为小麦B淀粉制备酒精工艺提供参考。     

竹质纤维素的酶解糖化条件研究

为探明竹质纤维素的酶解糖化较优工艺条件,先将竹粉与2.0%稀硫酸比例1:15,80℃水浴20h成竹粉稀酸水解液,再用烧碱分别调节不同起始pH值,进行不同酶解温度、纤维素酶与木聚糖酶配比、摇床转速和酶解时间的单因素酶解糖化试验,测定并计算过滤清液中还原糖和总糖含量与得率.结果表明:竹粉酸解液中溶出还原糖和总糖得率比室温时分别提高5.20倍和6.43倍.初步探明竹粉酸解液的酶解条件:竹粉酸解液起始pH值5.5,纤维素酶与木聚糖酶配比为1:1,摇床转速100r/min,温度50℃,时间24h,酶解后还原糖和总糖得率分别提高4.4倍和3.0倍,均超过50.88%.     

超声波预处理协同黑曲霉水解玉米芯糖化工艺

以玉米芯为原料,采用超声波预处理和黑曲霉协同水解玉米芯制备还原糖。探讨了经过超声波预处理后原料的粒度、酶液用量、水解温度和水解时间对还原糖得率的影响,并采用响应面法建立二次回归模型对水解工艺进行了优化,在反应温度为56℃、反应时间为22.4 h、酶液用量为26 U/g时,还原糖的得率可达到36.58%,比在相同工艺条件下未经超声波处理的得率提高了13.41%。     

基于响应面法优化氢氧化钠预处理甘蔗渣的酶解条件

为确定氢氧化钠预处理甘蔗渣的最佳酶解条件,该研究选择经2% NaOH于121 ℃下处理1 h后的甘蔗渣为酶解对象,以预处理甘蔗渣的总可发酵糖得率为评价指标,采用单因素试验和响应面法优化酶解条件,建立了总可发酵糖得率与纤维素酶量、酶解时间和酶解转速之间的数学模型。结果表明,对结果影响的3个因素主次顺序为酶解时间＞纤维素酶添加量＞酶解转速,其中纤维素酶添加量分别与酶解时间和酶解转速存在显著的交互作用（P＜0.05）。最佳酶解条件为纤维素酶添加量31 FPU/g底物,酶解时间96 h,酶解转速180 r/min。此优化条件下,甘蔗渣总可发酵糖得率为55.37%。     

黄鳍金枪鱼皮胶原肽酶解工艺及抗氧化活性研究

以金枪鱼皮为原料,以肽得率、水解度和感官评价为指标,确定金枪鱼皮胶原肽酶解的最优工艺条件是:中性蛋白酶,酶解时间4 h,酶添加量1 000 U/g,此时肽得率29.03%。体外抗氧化能力测定结果:金枪鱼皮胶原蛋白酶解物具有一定的抗氧化活性,总还原力是VC总还原力的60%;与VC相比,DPPH·清除率(IC50=0.43 mg/m L)、O22-清除率(IC50=3.67 mg/m L)、卵磷脂过氧化物清除率(IC50=14.67 mg/m L)较低,·OH清除率(IC50=0.39 mg/m L)、H2O2清除率(IC50=0.05 g/m L)较高。该酶解物能显著降低油脂的过氧化值,然而降低幅度略低于VC。     

利用木糖渣生产酒精的研究

研究了纤维原料 (木糖渣 )的酶水解及产酒精工艺。结果表明 ,木糖渣的酶解得率受底物浓度及酶用量的影响较大 ,加入纤维二糖酶 (CB)会明显地提高酶解得率。当纤维素酶的滤纸酶活(FPA)与CB的比例为 4∶1时 ,10 %浓度的木糖渣酶解 48h还原糖得率可达 85 %～ 88%以上。同时 ,木糖渣产酒精结果表明 ,在不添加其他营养素 ,起始 pH 5 0 ,培养温度 3 2～ 3 4℃的条件下 ,10 %酶解液摇瓶发酵 3 6h ,酒精体积分数可达 2 5 13 %。按实验结果推算 ,3 98t木糖渣原料可生产 1t成品酒精。     

双酶复合水解酒糟制备可发酵糖的工艺研究

为将酒糟中纤维素和半纤维素组分转化成可发酵糖,从酶添加量、酶解时间和固液比等角度分别研究了纤维素酶和木聚糖酶的酶解参数,并考察2种酶不同添加方式对酒糟酶解糖化得率的影响,筛选适宜的酶解条件。结果表明,与纤维素酶或半纤维素酶单一酶水解相比,2种酶复合酶解效果较好,且2种酶同时添加的酶解得率最高。2种酶复合同步酶解的最优参数为纤维素酶添加量5%,木聚糖酶添加量4%,酶解时间为48 h,固液比为1∶20(m/v),该条件下的还原糖和木糖得率分别为30.75%和23.59%。     

酸预处理—酶水解法从木薯秆中提取糖的研究

研究了"酸预处理-酶水解"提取法从木薯茎秆中提取糖的工艺及效果,对比了盐酸和甲酸的预处理效果和酶水解条件对还原糖产率的影响.研究结果表明:盐酸预处理的效果优于甲酸预处理,在合理的实验条件下,相对于木薯秆绝干原料质量的最高还原糖得率为26.1%.     

益生菌发酵苦荞粉酶解液制备工艺研究

采用中温α-淀粉酶对苦荞麦进行酶解,研究不同酶解时间、加酶量、温度、pH值和料水比等条件下酶解对苦荞粉中的还原糖含量的影响.结果表明:在水解时间2 h,水解温度55℃,加酶量150 U/g,pH值为5.5,料水比1:4(W:V)的条件下对苦荞粉酶解时,酶解后酶解液中的还原糖含量为8.18%,在此条件下苦荞粉酶解液中含有最高的还原糖值.     

稀酸预处理玉米芯酶解工艺响应面优化研究

木质纤维原料还原糖（葡萄糖、木糖）转化是燃料乙醇生产的关键步骤之一,该文以玉米芯为原料,采用稀硫酸处理、酶水解以提高还原糖转化量。以还原糖转化量为考核指标,采用单因素试验及响应面试验设计优化稀酸处理玉米芯酶解条件,拟合硫酸体积分数、加酶量、酶解时间3个因素对还原糖转化量的回归模型。结果表明,最佳酶解工艺为121 ℃条件下预处理60 min,硫酸体积分数0.8%,料液比1∶15（g∶mL）,加酶量7%（纤维素酶∶半纤维素酶1∶1）,酶解时间70.9 h。在此最佳条件下,采用高效液相色谱（HPLC）法测定酶解液中还原糖转化量为462.62 mg/g,其中木糖、葡萄糖转化量分别为330.02 mg/g、132.60 mg/g,还原糖转化率可达46.3%。     

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。     

正交实验法优化菊粉外切酶水解菊粉的工艺研究

菊粉作为新兴的食品原料被广泛的应用于生物质能源。以菊粉为原料,通过菊粉外切酶处理得到高果糖浆,通过检测还原糖含量确定反应得率,采用DNS法测定还原糖含量。在单因素试验中,以还原糖得率为指标,分别研究了温度、pH、加酶量、底物浓度对还原糖得率的影响。通过单因素试验与正交试验数据分析探究,最优的工艺条件为:酶解温度:45℃,酶解pH=5,底物浓度:50g/L,加酶量:80U/g。在此优化条件下反应60h的还原糖得率为83.63%。本文通过菊粉外切酶将菊粉水解为果糖和葡萄糖,其中果糖为主要产物,葡萄糖为次要产物。重复性试验表明该方案具有良好的复现性,具有重复性好,得率高等优点。可为工业中通过菊粉生产高果糖浆提供一定的指导与参考。     

不同方法降解绿茶渣制备水溶性还原糖

为进一步开发利用茶渣中的多糖类物质,以绿茶水提之后的茶渣为原料,以水溶性还原糖得率为考察指标,在优化筛选辐照降解、碱降解、酸降解制备水溶性还原糖的基础上,探讨辐照预处理+碱降解+酸降解绿茶渣制备水溶性还原糖的效果。结果表明,辐照降解在辐照吸收量为1 200kGy的降解效果最佳,水溶性还原糖得率为4.13%;碱降解的最佳工艺组合为0.05mol/L氢氧化钠于90℃下降解1h,水溶性还原糖得率为2.08%;酸降解的最佳工艺组合为9%硝酸于100℃下降解2h,水溶性还原糖得率为10.57%;辐照预处理+碱降解+酸降解的最佳工艺组合为先将茶渣进行1 000kGy剂量的辐照降解,然后采用最佳碱降解工艺组合进行降解,再采用最佳酸降解工艺组合进行降解,水溶性还原糖得率为13.18%,说明1 000kGy辐照预处理+最佳碱降解+最佳酸降解的组合工艺是利用绿茶渣制备水溶性还原糖的最优工艺技术。     

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%.     

双酶法降解玉米麸皮制备低聚糖和阿魏酸的研究

利用阿魏酸酯酶和阿拉伯木聚糖酶的混合酶制剂可以实现高效降解玉米麸皮,制备功能性食品原料阿魏酸和低聚木糖。探讨了利用双酶法降解去淀粉玉米麸皮的工艺条件。确定了酶的最适反应条件:温度40℃、pH值4.4,料液比8%。在最适条件下酶解24 h,可以释放出去淀粉玉米麸皮中23.5%的阿魏酸和18.4%的还原糖。探讨了高温高压预处理底物对酶解的影响,结果表明在160℃(0.52 MPa)的高温下预处理去淀粉玉米麸皮30 m in,酶解24 h后释放阿魏酸的量比未经高温高压预处理时提高1倍,还原糖量提高3倍。