微波前处理对水稻秸秆酶解性能的影响

[目的]利用微波预处理破坏秸秆中半纤维素、纤维素和木质素复合物,改善秸秆质地和结构,提高其生物降解效率,为秸秆生物质能开发创造条件.[方法]通过Box-Behnken设计和响应面法对水稻秸秆进行微波预处理优化试验,并通过秸秆结构表征比对来考察微波处理对水稻秸秆酶解性能的影响.[结果]利用响应面法得到微波前处理的最佳操作参数：功率（MI） 700 W,反应时间（IT）28min,固液比（SC）75 g/L.在最优条件下,秸秆的还原糖收率为11.86％,比未处理时增长了47.33％,与秸秆结构的FTIR、电镜等表征结果相符.[结论]微波预处理会破坏秸秆表面的蜡质和硅化细胞,还可以部分分解木质素与半纤维素复合物,提高了水稻秸秆的生物降解性能,具有良好的应用前景.     

生物预处理秸秆降解木质素条件的优化

[目的]优化黄孢原毛平革菌生物预处理降解玉米秸秆中木质素的条件。[方法]通过单因素和正交试验,分析不同pH、温度、接种量和时间对黄孢原毛平革菌降解木质素的影响。[结果]黄孢原毛平革菌降解玉米秸秆木质素的最适条件为:温度32℃,pH=6,接种量10片,时间15d。[结论]在最适条件下,还原糖得率由0.47g·L~(-1)提高到0.79g·L~(-1)。本研究可提高玉米秸秆中纤维素的利用率可用于后续研究。     

油菜秸秆降解菌群的筛选及降解特性研究

[目的]筛选降解油菜秸秆的最优菌群,并研究其降解特性。[方法]通过刚果红平板法、苯胺兰平板法及纤维素酶、木质素酶产酶试验考察了6个菌群的油菜秸秆降解能力。[结果]腐烂秸秆土菌群生长最快,具有最大的生长量,木质素酶活性最高,纤维素酶活性达到了924 U/ml。腐烂秸秆土菌群固态发酵降解油菜秸秆14 d,对油菜秸秆、纤维素、木质素降解率为71%、82%、53%。前12 d对油菜秸秆、纤维素、木质素的降解量分别占各自总降解量的86.05%、93.35%、93.15%。[结论]腐烂秸秆土菌群为降解油菜秸秆最优菌群,并且在降解的前12 d为高效降解阶段。     

超声波辅助温和碱/氧化法进行小麦秸秆预处理的方法

在用小麦秸秆生产生物乙醇的过程中,选择合适的秸秆预处理方法是提高原料利用率的关键。本研究采用超声波辅助温和碱/氧化法对小麦秸秆进行预处理,通过单因素试验和响应曲面法探讨NaOH浓度、超声功率、超声时间和初始水浴温度对小麦秸秆处理效果的影响,建立并分析了各因子与处理后木质素相对含量关系的数学模型,优化得到的处理条件为:NaOH浓度1.54%、超声功率1 160 W、超声时间50 min、初始水浴温度78.94℃。在最优处理条件下,处理后秸秆中木质素相对含量下降了54.16%。     

白腐真菌降解生物质秸秆效果的研究

[目的]探讨不同发酵时间白腐真菌对玉米和油菜秸秆的降解效果。[方法]设置6个时间点（0、20、25、30、35和40 d）,测定油菜和玉米秸秆的木质素含量和降解率变化。[结果]随着发酵时间的延长,玉米和油菜秸秆的木质素降解率均呈下降—上升—再下降的趋势。在发酵培养20 d时,油菜秸秆的木质素降解率达到最大,为58.07%;在发酵培养35 d时,玉米秸秆的木质素降解率达到最大,为33.62%。[结论]白腐真菌对玉米和油菜秸秆的降解效果显著,其中对油菜秸秆的降解效果尤为突出。     

不同预处理提高棉花秸秆还原糖酶解效果的研究

为缓解饲草短缺的问题,采用硫酸处理、微波处理、蒸汽爆破处理等9种方法预处理棉花秸秆,软化棉花秸秆中的木质素,增强饲喂时的适口性,提高棉花秸秆的利用率。结果表明:蒸汽爆破处理棉花秸秆的损失量最大,为39.00%。纤维素含量除了蒸汽爆破处理较低,其它处理均高于对照。木质素含量,除氨化(16℃)与对照接近外,其它的处理均低于对照。对预处理的棉花秸秆分别添加筛选自牛粪一组纤维素降解复合系和绿色木霉进行酶解试验。酶解结果表明:微波处理、氨化处理(16℃)、碱+微波处理、双氧水处理、蒸汽爆破处理绿色木霉的活性强于纤维素复合酶,碱/微波处理、氨化处理(30℃)、碱处理、硫酸处理的预处理棉花秸秆进行酶解效果纤维素复合酶的作用优于绿色木霉的效果。微波处理、氨化处理、碱+微波处理、双氧水处理、硫酸预处理酶解的效果较好。碱+微波波处理失重率最高,达到19.32%、酶解率最高,达到32.20%;硫酸处理糖化率最高,达到18.20%、转化率最高,达到20.23%;碱+微波处理葡萄糖得率最高,达到1.013%。     

玉米秸秆纤维降解的预处理工艺条件筛选

为解决玉米秸秆在发酵中难降解的问题,以玉米秸秆为试验原料,通过物理-化学、物理-生物和物理-化学-生物3种方法对秸秆进行预处理,考察秸秆中纤维素、半纤维素、木质素含量,探讨各种预处理方法对玉米秸秆的降解效果。结果表明:添加10%NaOH溶液后加入绿秸灵的处理方式秸秆半纤维素的降解效果较好,降解率为32.98%;添加混合菌的处理方式秸秆纤维素的降解效果较好,降解率为51.46%;添加8%NaOH溶液后加入绿秸灵和添加10%NaOH溶液后加入绿色木霉的处理方式秸秆木质素的降解效果较好,降解率为39.28%。3种预处理方法对玉米秸秆中半纤维素、纤维素有显著影响,对木质素的降解影响不显著。3种预处理方法对玉米秸秆中不同组分降解率的影响大小顺序为:纤维素、半纤维素、木质素。     

一株高效降解麦秸木质素菌株的筛选及效能评价

为通过筛选为秸秆木质素的预处理及秸秆高值化利用提供一种相对温和且高效的微生物处理方法,并系统评价目的菌株对小麦秸秆木质素的降解效果,进而推动秸秆类木质纤维素生物质资源的高效转化及利用。本研究以小麦秸秆为原料,通过愈创木酚及苯胺蓝显色法进行初筛,选取在培养基上同时具有氧化圈及褪色圈的菌株,对筛选的菌株进行产酶历程分析,对预处理前后小麦秸秆的成分进行分析并采用扫描电镜进行表征,通过酶解糖化分析进一步验证菌株的木质素降解效能。经筛选获得一株能够有效降解小麦秸秆木质素的枝顶孢属真菌（Xenoacremonium sp.）,其发酵液漆酶活力为2.1 U/mL,木素过氧化物酶活力为1.6 U/mL,锰过氧化物酶活力为1.9 U/mL;在固液比1:3,120 r/min,28℃条件下,10 d后对小麦秸秆木质素降解效率可达44.53%,同时纤维素及半纤维含量分别提高了8.34%和23.93%;通过扫描电镜观察可以发现,经枝顶孢属真菌预处理后,小麦秸秆致密有序的表面明显被破坏,产生褶皱,结构出现了断裂、粗糙、空穴的现象;枝顶孢属真菌预处理的小麦秸秆,经纤维素酶及木聚糖酶水解后葡萄糖含量可达64 mmo...     

原生质体诱变技术选育糙皮侧耳秸秆分解菌株

[目的]为了更有效地开发利用可再生资源秸秆。[方法]以糙皮侧耳为出发菌株,采用酶解法制备原生质体,进行紫外线诱变处理,经初筛、复筛选育高效分解秸秆的菌株。[结果]随着照射时间延长,原生质体再生率下降。原生质体半致死照射剂量约为25 s。原生质体紫外诱变处理后,获得菌株08P217,其各种木质素酶酶活和纤维素酶酶活都远远高于出发菌株,木质素降解率与漆酶酶活呈明显的正相关,与木素过氧化物酶酶活和锰过氧化物酶酶活无相关性。菌株08P217的木质素和纤维素的降解率分别为出发菌株的1.75、1.71倍。[结论]菌株08P217的木质素酶酶活和纤维素酶酶活高于出发菌株,木质素和纤维素的降解能力优于出发菌株,可以作为秸秆开发利用的潜在应用菌株。     

碱预处理泥炭的条件优化

[目的]研究提高泥炭的生物可降解性预处理途径,为实现泥炭的高值转化提供参考依据.[方法]采用碱对泥炭进行预处理,DNS法测定泥炭处理液中的还原糖含量,通过单因素和正交试验考察碱浓度、处理温度、处理时间、固液质量比4个因素对碱预处理泥炭效果的影响,确定最佳预处理条件;同时对比预处理前后泥炭有机质组分的变化.[结果]碱预处理泥炭的最佳条件:在碱浓度4.5%、固液质量比1:12、处理温度90℃的条件下处理140 min,泥炭还原糖产出率为2.33%.碱预处理泥炭能够降解1.22%(绝对值,下同)纤维素、0.56%半纤维素和3.27%木质素,增加可溶性物质12.15%.[结论]优化后的碱预处理条件能部分降解泥炭的纤维素、半纤维素和木质素,增加可溶性物质含量,可在实际生产中推广应用.     

棉花秸秆超声波碱预处理研究

为了缓解能源危机,充分利用棉花秸秆制备燃料乙醇,采用超声波辅助碱处理方法对棉花秸秆进行预处理.通过单因素试验和Box-Behnken试验,分析超声波辅助碱预处理因素对处理效果的影响规律,建立预处理时间、氢氧化钠浓度、液固比与纤维素、木质素含量之间的回归关系,据以优化工艺条件.结果表明,所建回归模型显著,具有预测意义.各因素对棉花秸秆预处理效果影响主次顺序为处理时间＞氢氧化钠浓度＞液固比,超声波辅助碱预处理棉花秸秆的优化条件为超声波功率420W、氢氧化钠浓度3.5％、处理时间90 min、液固比21:1,处理后秸秆中纤维素含量达58.02％,比原秸秆提高了45.60％.处理前后棉花秸秆结构SEM观察,显示超声波辅助碱预处理可以溶出大量半纤维素和部分木质素,并且有效打破木质纤维素的结晶结构,具有显著效果.     

碱催化双螺杆动态挤压预处理小麦秸秆制备发酵用糖的研究

采用碱催化双螺杆动态挤压预处理技术预处理了小麦秸秆,当碱用量为0.06 g/g干秸秆、保温时间为1 h时,木质素脱除率为80%,纤维素和半纤维素的水解率分别为87.7%和75.2%,总糖得率为83%。对分离提取的木质素进行结构表征发现,其化学结构保留良好,仅有部分木质素结构中的酯键水解,少量H结构单元与G结构单元降解,这种木质素更易于后期高值化利用。通过对不同预处理方式的能量输入及预处理效果进行对比发现,碱催化双螺杆动态挤压技术预处理木质素纤维素类生物质单位处理能量消耗最低,具有良好的工业应用前景。     

超声波空化效应对纤维素酶降解秸秆影响的研究

秸秆的天然结构是阻碍其被生物酶降解,实现生物质资源有效利用的主要障碍。通过超声波空化效应对秸秆进行预处理,可以破坏其结构,有效改善纤维素酶对其降解效果。本文研究了秸秆粒径、使用量、超声功率、超声处理时间对纤维素酶降解秸秆的影响。结果表明:0.2 g 160~200目秸秆在100W功率下超声处理15min,酶降解效果达到最佳,比未处理组提高47.2%,并通过扫描电子显微镜对处理后秸秆形态进行了观察。     

碱和蒸汽高压对小麦秸秆中粗纤维降解率的影响

为降低小麦秸秆中木质素的含量,提高半纤维素和纤维素的利用率,应用氢氧化钠和蒸汽高压联合处理小麦秸秆。首先采用单因素试验研究氢氧化钠质量浓度、固液比和处理时间对降解木质素效果的影响,然后通过正交试验研究降解木质素的最佳处理条件。结果表明,降解木质素的最佳条件为:氢氧化钠质量浓度11.67 mg/m L、固液比1∶9.0(w/V)、121℃(0.15 MPa)处理45 min。在此条件下,半纤维素、纤维素、木质素降解率分别达到78.07%、14.11%、80.33%。     

碱催化双螺杆动态挤压预处理小麦秸秆制备发酵用糖的研究

采用碱催化双螺杆动态挤压预处理技术预处理了小麦秸秆，当碱用量为0.06 g/g干秸秆、保温时间为1 h时，木质素脱除率为80%，纤维素和半纤维素的水解率分别为87.7%和75.2%，总糖得率为83%。对分离提取的木质素进行结构表征发现，其化学结构保留良好，仅有部分木质素结构中的酯键水解，少量H结构单元与G结构单元降解，这种木质素更易于后期高值化利用。通过对不同预处理方式的能量输入及预处理效果进行对比发现，碱催化双螺杆动态挤压技术预处理木质素纤维素类生物质单位处理能量消耗最低，具有良好的工业应用前景。     

高效木质素降解菌的复合诱变选育

从实验室保存的9株白腐真菌中筛选出1株降解玉米秸秆木质素性能优良的菌株YJ-9-1,在第14天时,其木质素降解率为41.74％.经ITS-5.8S rDNA序列同源性及系统发育树分析,初步鉴定该菌为变色栓菌(Trametes versicolor).对YJ-9-1进行紫外微波复合诱变,获得1株高效木质素降解菌株3-8,并利用其对玉米秸秆中的木质素进行降解.结果表明,在第14天时,菌株3-8对玉米秸秆木质素的降解率为48.43％,比出发菌株提高了16.03％.     

白腐菌对玉米秸秆产沼气的试验研究

[目的]研究白腐菌对玉米秸秆产沼气效果的影响。[方法]采用4株不同的白腐菌在相同的条件下对玉米秸秆进行预处理,预处理后的原料再进行干发酵制取沼气的试验研究。[结果]结果表明:原料以Cv处理后沼气产量最高,纤维素的降解效果最好,其总产气量是42 187 ml(按60 d计),产气率为703.1 ml/d,纤维素降解率为54.2%。[结论]木质纤维素降解率越高,沼气产量也越多。     

芦苇秸秆稀硫酸水解工艺研究

[目的]研究芦苇秸秆的稀硫酸水解工艺,以期实现乙醇的低成本生产。[方法]将芦苇秸秆切成长2～3 cm的小段,烘干后粉碎,过40目筛,在湿法氧化的基础上,对芦苇进行稀硫酸水解预处理。[结果]芦苇酸解的最佳工艺条件为：原料液浓度为55 g/L,100 ml原料液中加入60 ml浓度1%的稀硫酸,水解温度为125℃,水解时间为120 min,水解液中还原糖含量达到19.48%。[结论]该研究首次为以芦苇作为生物燃料乙醇的生产原料研究提供了依据。     

秸秆木质素降解及其对土壤微生物的响应综述

秸秆还田是农作物秸秆资源最有效的归宿,因此秸秆木质素也成为了土壤有机质的重要组成部分.土壤微生物能够准确地反映出土壤质量的变化,并且除去秸秆木质素自身结构的改变,由土壤微生物所主导的生物降解成为了秸秆木质素在土壤中周转的主要因素;秸秆木质素在降解过程中也会反作用于土壤微生物.该文归纳并讨论了秸秆木质素的降解方式、速率、影响因素以及其与微生物的关系,为今后探索研究木质素与微生物的作用机制提供参考.     

双菌种发酵提高造纸法烟草薄片品质的研究

[目的]为卷烟生产肥料的再利用提供参考依据。[方法]使用木质素降解菌及降烟碱杆菌发酵处理造纸法烟草薄片生产原料,探讨木质素降解菌、降烟碱杆菌单独发酵处理及2种菌共同作用对提高烟草薄片内在品质的影响。[结果]木质素降解菌及降烟碱杆菌均可在一定程度上改善烟草薄片内在品质,双菌种发酵能明显改善烟草薄片的内在品质。原料经发酵粗酶液处理后,木质素和烟碱含量下降,刺激性明显减轻,口感变好,香气变浓,内在品质明显提高。[结论]木质素降解菌及降烟碱杆菌双菌种发酵能明显改善烟草薄片的内在品质。