木质纤维素微波强化预处理方法的初步研究

以水稻秸秆为原料,采用微波辐射联合小分子有机酸预处理手段,考察了微波强度、酸质量分数、微波时间、固液比对木质素的移除和经预处理底物的酶水解效果的影响。通过正交实验确定了各因素的影响次序为:酸质量分数固液比微波时间微波强度。在最佳的预处理条件下(柠檬酸质量分数为20%,固液比为1∶20,微波时间为8 min,微波强度为600 W),酶水解96 h后的还原糖产率可达50.6%,比未处理的秸秆(22.5%)提高了28.1%。随后对最佳条件下处理的底物进行了一系列酶水解条件的优化,确定了酶水解的最优条件,即底物质量浓度为20 mg/m L,控制添加的酶的总蛋白量为20 mg,纤维素酶∶β-葡萄糖苷酶∶木聚糖酶蛋白量比为1∶1∶2,最佳表面活性剂吐温-80的质量分数为2%,此时的还原糖产率可达58.4%,比未优化的有明显的提高。     

杨木粉酶水解工艺条件的研究

研究了杨木粉酶水解的工艺条件。实验结果表明丙酸处理杨木粉的最优条件为: 900g/L的丙酸, 3g/L的盐酸, 121℃蒸解 90min;处理过的杨木粉用纤维素酶水解,酶解温度 50℃、底物浓度 50g/L、每 100g底物加酶 1. 00mL、水解时间 72h,葡萄糖浓度可达 22. 5g/L。     

中性纤维素酶糖化中性汽爆玉米秸秆工艺优化

提出一种在非缓冲系统中水解中性汽爆秸秆的工艺。首先选取具有较好协同降解木质纤维素能力的特异腐质霉(Humicola insolens)所产中性纤维素酶进行工艺优化,确定其水解工艺可以在非缓冲体系中进行。在此基础上,通过添加β-葡萄糖苷酶、木聚糖酶、漆酶和表面活性剂与中性纤维素酶制剂中进行复配后在非缓冲体系中(自然pH值)水解中性汽爆秸秆,并用分批加酶水解提高了复合酶的酶解效率。结果表明,每克中性汽爆秸秆底物中加入10 FPU中性纤维素酶,75 IU β-葡萄糖苷酶,3 000 IU木聚糖酶和体积分数为0.5 % Triton-100,以100 g/L底物浓度水解120 h后,综合水解率为48.4 %。每克底物中复合酶以15+5 FPU,分批加酶水解120 h后综合水解率、纤维素水解率和半纤维素水解率分别为56.0 %、64.9 %和42.5 %。这有助于拓宽木质纤维素糖化工艺研究的思路,为木质纤维素材料高效糖化及后续乙醇发酵提供参考。     

香菇柄酶解糖化过程的研究

对以麸皮与香菇柄为原料、绿色木霉为菌种的固态发酵产酶进行了研究.结果表明:m(麸皮)∶m(香菇柄粉)为3∶2、料水比为1∶2.0、起始pH值为5.00时,所产纤维素酶水解香菇柄的得糖率最高.在此基础上进一步设计了4因素3水平正交实验,得到最佳水解工艺条件为:底物含量5%,酶量400FPA/100mL水,pH值5.00,温度50℃.在此条件下,香菇柄的得糖率达63.2%.     

玉米秸秆中不同木质素脱除方法对纤维素酶吸附及酶解效果的比较

利用不同预处理方法获得的玉米秸秆底物研究木质素脱除对纤维素酶吸附量及酶解效率的影响。相比于其他处理方法,2%(质量分数)NaOH处理的底物具有最高的木质素脱除率(85%),最高的底物可及性[4.7 mg·(g 葡聚糖) ^-1]及酶解效率(18.9%)。通过对不同处理获得的底物进行Langmuir吸附等温曲线模拟,获得了最大吸附量(W_max)与吸附平衡常数(K),且木质纤维素酶水解效率与纤维素酶吸附量具有很好的线性关系(R²>0.8),表明脱除木质素能很好地提高底物可及性与酶解效率。然而,提高NaOH浓度(3%,4%)进一步脱除木质素时,底物可及性与碳水化合物转化为单糖的效率反而明显下降。因此,适当脱除木质素而提高底物对纤维素酶的可及性将有助于获得更有效的酶水解效果。     

麦芽根中5′-磷酸二酯酶的分离提纯及其固定化

从麦芽根中分离得到了5′-磷酸二酯酶,采用戊二醛为交联剂,将该酶固定到壳聚糖上,用于酵母RNA的催化水解,以制备5′-核苷酸.研究了酶固定化反应的影响因素,在最适条件下,酶活回收率可达53.6%.进一步研究了固定化5′-磷酸二酯酶的酶学性质,测得固定化酶的米氏常数Km为15.38 mg/mL(以RNA为底物),固定化酶催化水解RNA的最适温度为75℃,最适pH值为5.5,实验发现固定化5′-磷酸二酯酶具有更好的耐热性和更高的纯度.     

稻草纤维素水解机理及工艺条件的研究

以稻草秸杆为纤维素原料,用2%氢氧化钠对其进行预处理,选用纤维素酶作为催化剂对纤维素进行酶法水解,采用DNS法测定纤维素水解液还原糖的含量,并计算其糖化率。探讨了纤维素酶水解稻草秸秆纤维素的反应机理,研究了纤维素酶的添加量、反应温度、pH、反应时间、振荡等因素对稻草纤维素酶水解的影响。实验结果表明,当固液比为1∶30、纤维素酶添加量为40 mg、50℃、pH 4.8、振荡反应12h,纤维素酶解液的糖化率可达40%。     

大豆秸秆酶水解及L-乳酸发酵

用纤维素酶对氨预处理后的大豆秸秆进行酶水解,利用纤维素酶的作用使纤维素、半纤维素水解为可溶性糖,继而研究了用干酪乳杆菌及清酒乳杆菌进行L-乳酸发酵,通过微生物发酵将生成的可溶性糖转化为用于生产具有可生物降解性的聚乳酸塑料的原料乳酸,实现可再生资源的充分利用.结果表明,实验条件下,5%的大豆秸秆经酶水解后,还原糖浓度为242.25 mg•g^-1,纤维素糖化率为51.22%.清酒乳杆菌、干酪乳杆菌及该两种混合菌种发酵酶解液所得L-乳酸的转化率分别为 48.27%、56.42%和71.05%.     

低聚壳聚糖的复合酶法制备研究

通过对黏均分子量、酶活力、水解率和还原糖浓度的测定,研究了由商业α-淀粉酶、纤维素酶和果胶酶1∶1∶1(m/m/m)组成的复合酶降解壳聚糖的最佳工艺条件,结果表明:复合酶在酶底物比为1∶5(m/m)、pH 5.3、温度56℃的条件下,酶解2 h可得到分子量为1 000～4 000的低聚壳聚糖,且通过傅里叶红外光谱分析酶解后的产物结构无明显变化。     

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%。