玉米秸秆水解液粘度的测定

利用农业废弃物玉米秸秆等纤维质原料生产纤维乙醇已成为国内外研究的热点。本文主要研究了温度和糖浓度对玉米秸秆水解液粘度的影响。结果表明:玉米秸秆水解液粘度的对数值与温度和糖浓度呈线性关系,并得到关于温度和糖浓度对玉米秸秆水解液粘度影响的二元半对数方程的数学模型。     

纤维床固定化酪丁酸梭菌发酵木薯渣水解液生产丁酸的研究

[目的]研究纤维床固定化酪丁酸梭菌发酵木薯渣水解液生产丁酸的可行性。[方法]以酪丁酸梭菌为生产菌株,初步优化了木薯渣的水解条件,并开展了纤维床固定化生物反应器半连续发酵木薯渣水解液生产丁酸的研究。[结果]加压条件下,稀酸水解木薯渣的总还原糖得率达到0.56 g/g。酪丁酸梭菌能有效利用葡萄糖、木糖进行单糖或混合糖发酵生产丁酸;固定化补料流加发酵有利于提高丁酸的产量和得率,降低副产物乙酸的产量和得率;以木薯渣水解液用于固定化批次发酵生产丁酸时,丁酸的产量和得率均较高,分别为(23.20±1.32)g/L和(0.44±0.01)g/g。[结论]木薯渣水解液对丁酸生产菌的生长和代谢没有明显的抑制作用,发酵各参数指标均能达到利用葡萄糖时的同等水平,可作为未来微生物发酵工业化生产丁酸的廉价原料来源。     

酵母菌木糖转运蛋白研究进展

利用工农业废料生产的纤维素乙醇属于第二代燃料乙醇,原料来源广泛、价格便宜,具有不与粮争地、不与人争粮的特点,受到国内外的广泛关注。纤维素乙醇工业化生产的关键在于木糖的利用,但是目前构建的能够利用木糖的基因工程菌株存在木糖发酵速度慢或乙醇得率低的缺点,其中最重要的原因之一是木糖由胞外到胞内的转运受到限制,这就涉及到糖转运蛋白在木糖发酵中的重要作用。现就近年来关于木糖转运蛋白的研究进行综述及讨论。     

基因工程菌发酵秸秆水解液产生物柴油

目前生物柴油的价格是石化柴油的15倍,寻求新的廉价易得的原料降低生物柴油的成本是必然趋势。作物秸秆是一种低廉普遍的废弃物,秸秆中含有纤维素,半纤维素等成分,水解成单糖后可以作为合成生物柴油所需的糖类来源。利用前期研究构建的基因工程菌Escherichia coli pET28a(+) PAW发酵秸秆(玉米秸秆和小麦秸秆)水解液得到乙醇,并在胞内将乙醇与外源添加的脂肪酸进行同步转化合成生物柴油的主要成分脂肪酸乙酯。HPLC分析表明玉米水解液中葡萄糖含量(1040 g·L-1)较高,小麦水解液中木糖含量(4056 g·L-1)较高。E. coli pET28a(+) PAW能够有效地以小麦和玉米两种秸秆水解液作为糖类替代物发酵生产生物柴油,小麦水解液培养基中的生物柴油含量(030 g·L-1)高于玉米水解液培养基中的含量(025 g·L-1),同时也高于现有报道。结果表明,以秸秆水解液作为原料,利用基因工程菌合成生物柴油是可行的,有助于降低生物柴油的原料成本。     

代谢木糖产乙醇酵母菌株的筛选研究

[目的]筛选代谢木糖产乙醇的酵母菌株。[方法]以木糖为唯一碳源,从自然环境中筛选了木糖利用酵母菌,并对筛得菌株进行了发酵性能的测试。[结果]共筛得4株菌株C4、C5、H5和M2,其中C4菌株24h发酵木糖为乙醇的效率最高（38％）,但M2茵株乙醇产量最高（0．438g／L）。由于酵母菌发酵木糖产乙醇随着发酵时间延长会消耗产物,导致原料转化率下降,因而发酵时间不宜过长。[结论]结合木糖转化率随发酵时间的变化趋势,以M2菌株的发酵性能最为优良。     

一株可发酵木糖产乙醇细菌的筛选

为获得高效利用木糖生产乙醇的菌株,以木糖为唯一碳源,从腐败的落叶层土壤采样进行分离筛选,获得1株可发酵木糖生产乙醇的细菌,初步鉴定其为阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae),并对该菌株发酵木糖生产乙醇的工艺条件进行了优化.结果表明:在微氧、发酵温度35℃、接种量6%、初始pH值6.5的条件下,用该菌株发...     

麻类脱胶菌的木糖发酵性能改造及初步检验

通过引入丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶基因改造麻类脱胶优良菌株Ym68,以使其获得利用木糖发酵产生乙醇的能力。结果表明,虽然基因工程菌株PAP16的木糖利用率相对原始菌株Ym68差别不大,但明显提高了代谢产物乙醇。在5%木糖发酵试验中,原始菌株Ym68的木糖发酵液中乙醇含量低于0.2%,而改造后的菌株PAP16木糖发酵液的乙醇含量上升到1.6%。尽管此次基因改造可能影响了菌体表面特性,使得PAP16菌株容易形成凝聚而降低脱胶活性;但该菌株同时具备了脱胶预处理和产生目的产物乙醇两种性能,这对研究原料预处理和提高原料利用率较为有利。     

戊糖乙醇发酵菌种的选育及菌种特性的研究

[目的]选育能利用木糖产乙醇的菌株。[方法]从自然界中分离、筛选能够发酵戊糖产生乙醇的酵母菌株,并对所得菌株进行发酵性能研究。[结果]选出了1株能利用木糖产乙醇的菌株b-11。其特性研究结果表明,菌株b-11耐乙醇浓度为5%,对数生长期为12～18 h,在50 g/L的木糖发酵培养基中发酵48 h时乙醇浓度达到最高值3.105 9 g/L,木糖利用率达82.52%,糖醇转化率是理论转化率的16.36%。[结论]该研究为利用木质纤维素生产燃料乙醇提供了参考。     

几种海滨植物作为产乙醇生物质原料的可能性研究

测定芦苇、海带、浒苔等3种海滨植物的纤维成分和酶解糖化后的还原糖、木糖含量,比较这几种海滨植物作为产乙醇生物质原料的可能性,对其中纤维素含量较高的芦苇进行发酵产乙醇试验。结果表明:芦苇的纤维素含量较高为34.60%,高于对照样秸秆的33.60%,浒苔的半纤维素含量较高为39.40%;相同条件下,酶解52 h,浒苔和芦苇的还原糖含量分别为35.87 mg/mL和31.91 mg/mL,均高于秸秆的18.41 mg/mL,而木糖含量芦苇较高。对芦苇进行乙醇发酵试验,在相同条件下,发酵20 h时,乙醇量为0.43%～0.47%,高于秸秆的0.29%～0.31%。可见芦苇、浒苔作为生物乙醇原料具有极大的研究价值和利用潜力,有必要进一步深入研究。     

生物转化法提高木糖醇产量的发酵条件优化

为实现木糖醇低成本、绿色生产、环境友好的关键技术突破,以柑橘皮渣为原料,采用生物转化法生产木糖醇,可省去多次提纯、精制步骤,提高木糖利用率和木糖醇转化率。本研究以实验室保存的Y-3号菌株为出发菌株,柑橘皮水解液为木糖来源,优化了木糖发酵工艺的初始pH、温度、装液量、接种量及转速等参数,确定木糖醇生产最佳条件。结果表明,转速140 r·min^-1,250 mL三角瓶装液量为60 mL,温度为30 ℃,接种量为6%,起始pH 5.5。最后木糖转化率达到64.4%,较未优化时的木糖转化率大幅提高。采用微生物发酵法转化生产木糖醇,可以省去脱色和离子交换步骤,具有良好的应用前景。     

非粮燃料乙醇研究进展

非粮燃料乙醇可替代部分化石能源,其是我国应对环境、能源及粮食危机的重要途径。阐述了我国发展燃料乙醇的必要性,介绍了国内外燃料乙醇的发展现状,以及目前非粮(纤维素、木薯和甜高粱)燃料乙醇产业的技术特点及产业现状,对各种原料生产燃料乙醇的经济性进行了分析,并对产业的发展趋势和前景进行了展望。     

玉米秸秆发酵生产乙醇的工艺研究

[目的]研究玉米秸秆被稀硫酸预处理后,经纤维素酶转化,并利用混合茵发酵生产乙醇的工艺条件。[方法]以唐山丰润当年产玉米秸秆为研究对象,用1．0％的稀硫酸预处理,用里氏木霉生产纤维素酶,在纤维素酶、热带假丝酵母、酿酒酵母共同作用下采用同步糖化共发酵法生产乙醇。[结果]结果表明,纤维素酶生产的最适条件为：玉米秸秆由稀硫酸处理后,滤渣中添加适量营养,接入1．8×10^7～1．9×10^7个／g底物Tr／choderma reesei TJK-108孢子悬浮液,于30℃固态培养7d。最适发酵条件为：发酵温度31℃,发酵周期72h,转速120r／min,纤维素酶用量35IU／g（对底物）,热带假丝酵母与酿酒酵母的接种比2：1,酵母菌接种量为10％。在最适发酵条件下,乙醇产率为0．150g/g（乙醇／玉米秸秆）,比其他试验组产率都高。[结论]玉米秸秆是价廉易得和来源丰富的可再生资源和能源,被纤维素酶转化后可以生产乙醇部分替代石油,这不仅有利于环境保护和资源再利用,而且可减少温室气体的排放和缓解化石能源的危机。     

糖化发酵在纤维乙醇生产中的应用研究进展

利用纤维类物质生产燃料乙醇已成为解决能源问题的重要方法。针对糖化发酵生产纤维乙醇的水解反应和发酵进程进行探讨,综述了木质纤维素生产乙醇的发酵方法、发酵菌种的选择、发酵抑制物及其去除方法,可为乙醇生产提供指导和借鉴。     

蔗渣发酵生产燃料乙醇的研究进展

燃料乙醇是最有发展前景的新型可再生能源之一,以木质纤维原料替代淀粉类和糖类原料生产乙醇成为全世界研究的热点。蔗渣是制糖工业的主要废弃物,因其来源广泛,纤维素含量高而成为一种重要的可再生生物资源。介绍了蔗渣的组成与特点及蔗渣发酵生产燃料乙醇的现状,阐述了蔗渣预处理、酶解糖化及发酵产乙醇的研究概况。蔗渣用来生产乙醇具有较好的发展前途和重要的现实意义。     

甘蔗作为生物能源作物的潜力分析

基于目前世界性的石油危机现状,分析了甘蔗在中国作为可再生生物质能源作物的必要性及可能性。甘蔗是C4作物,其光能转换效率、光合速率、单位面积生物产量显著高于其它作物,具有高净能比,适应性广、耐旱、产量潜力大。用甘蔗加工生产酒精,成本低。巴西利用甘蔗大规模生产能源酒精取代汽油已相当成功,因此认为甘蔗是中国最有潜力的生物能源作物,但是中国需要重视能源甘蔗品种的选育,加强甘蔗能源酒精生产工艺的研究与开发,开展相适应的酒精汽油燃料动力机械的研制。可以展望,利用甘蔗发展能源酒精生产具有广阔的前景。     

荻制取燃料乙醇的稀硫酸预处理

荻\[Triarrhena sacchariflora (Maxim.) Nakai\]是一种生产燃料乙醇的植物原料,深入研究有助于缓解石油危机问题。通过4个预处理条件的单因素试验,明确了处理后样品中纤维素、半纤维素、木质素三个指标含量的变化规律,再通过正交试验确定了荻制取燃料乙醇过程中稀硫酸预处理的最佳条件。研究结果表明效果最好的两个预处理条件是:①硫酸浓度:1.5%(g/mL),固液比:1∶6,时间:30 min,温度:120℃;纤维素含量提高15.28%。②1.5%,1∶8,15 min,120℃;纤维素含量提高15.11%。该结果为荻制取燃料乙醇提供了可靠的依据。     

纤维素酶活性的研究进展

纤维素酶能够将纤维素分解为葡萄糖,该酶在解决当前世界面临的能源、粮食、环境污染等危机方面具有重要意义。但是纤维素酶活性不高、对天然纤维素分解能力弱等问题已经成为该酶进一步应用的瓶颈,提高纤维素酶活力研究已成为国内外许多科学家研究的热点。笔者综述了该方面研究的最新进展。     

红麻秸秆发酵转化燃料乙醇

红麻秸秆含纤维素42.31%、半纤维素22.58%、木质素23.79%.分别采用热水和3%硫酸、1.5%烧碱溶液对红麻秸秆进行预处理(121℃,60 min),通过纤维素酶催化水解,红麻秸秆平均纤维素转化率分别达到12.23%、25.62%和85.34%,说明碱性预处理比较适合.以10 g碱处理红麻秸秆样品为底物的同步糖化发酵试验表明,当发酵168 h后,乙醇浓度达到26.06 mg.mL-1,乙醇产率达到理论产率的76.71%.     

紫花苜蓿（Medicago sativa L.）生物能源利用的研究进展

紫花苜蓿（Medicago sativa L.）适应性强、生物质产量高,茎可用于生产酒精,叶片可用于家畜饲料,是最具开发潜力的能源植物之一。本文从紫花苜蓿生物能源利用角度出发,系统回顾了近年来紫花苜蓿作为能源植物在种质资源评价、细胞壁主要成分（纤维素、半纤维素、木质素）合成途径及其遗传调控以及栽培管理对酒精生产效率的影响等方面的研究进展,重点讨论了苜蓿细胞壁发育和木质素生物合成基因及其调控效应,并对紫花苜蓿作为能源植物的研发前景进行了展望。     

纤维素乙醇生物转化工艺的研究进展

以纤维素为原料生产乙醇主要包括预处理、水解和发酵三步重要的生物转化过程。由于纤维素原料本身的结晶度和难于降解性,木质纤维素原料生产乙醇,在水解之前要对原料进行物理法、化学法、物理-化学法和生物法等预处理才能获得较高的转化率;发酵工艺有直接发酵法、间接发酵法、混合菌种发酵法、同步糖化发酵法、非等温同步糖化发酵法和复合水解发酵工艺等。综述了纤维素转化为燃料乙醇的原料预处理方法、糖化发酵工艺以及不同预处理方法、发酵工艺优缺点及适合的原料范围,并提出了纤维素乙醇产业化亟待解决的关键技术,展望了纤维素燃料乙醇的产业化前景。