射线辐照和碱性双氧水协同预处理促进芒草酶解糖化的研究

[目的]为提高芒草的酶解产糖得率,研究不同预处理对其影响。[方法]采用射线辐照与碱性双氧水对芒草进行协同预处理,考察对其酶解产糖的影响。[结果]经400 k Gy剂量射线辐照预处理后,芒草酶解产还原糖的得率为76.24 mg/g;采用400 k Gy剂量射线辐照与碱性双氧水协同预处理,芒草酶解产还原糖的得率为505.08 mg/g,较只进行相同剂量射线辐照处理提高了5.6倍。通过工艺优化,得出较优水解条件为：预处理温度30℃、Na OH浓度1.2%、双氧水浓度2%、处理时间6 h。[结论]射线辐照与碱性双氧水协同预处理能够大大提高芒草酶解产糖效率,为利用其制备燃料乙醇提供了新的理论依据。     

碱性双氧水预处理对苹果渣化学组分和酶解得率的影响

【目的】利用浓度为4.5%、pH 11.5的双氧水（alkaline hydrogen peroxide,AHP）预处理苹果渣,研究其对苹果渣化学组分、木质素的去除率和纤维素酶的酶解得率的影响。【方法】以木质素的去除率为指标,优化AHP预处理的温度和时间,经过过滤收集固体组分、干燥后,制得预处理后的苹果渣。根据AHP预处理前苹果渣中纤维素、半纤维素的含量、木质素的含量以及酶解总糖含量,分析AHP在最优预处理温度下,不同预处理时间对苹果渣纤维素、半纤维素的含量及回收率,木质素的含量及去除率、酶解糖得率的影响。通过扫描电镜（scanning electron microscope,SEM）、热重分析法（thermogravimetry/differential thermogravimetry,TG/DTG）和傅里叶变换红外光谱（fourier transform infrared,FTIR）表征AHP处理前后的苹果渣物理结构、化学组分的变化。【结果】预处理的时间和温度对苹果渣木质素的去除率有显著的影响。综合考虑各方面的因素,尤其是经济效益,当预处理时间为2 h、温度为50℃时,木质素的去除率最优,可达到56.68%。在最优的预处理温度下,分析不同预处理时间后苹果渣的组分变化及酶解得率。当预处理时间为2 h时,纤维素、半纤维素回收率可达99.86%,非常接近未处理果渣中的含量;苹果渣的酶解糖得率可达到0.54 g·g^-1,是未处理果渣酶解得率的2倍。扫描电镜（SEM）图像对比说明AHP预处理使得果渣的物理结构变得多孔而疏松,纤维束变得宽松而粗糙,内表面积无限增大。热重分析法（TG/DTG）表明AHP预处理明显提高了纤维素组成单体的纯度,减少了预处理后果渣中木质素及残留物的含量。红外光谱（FTIR）研究揭示AHP预处理可以破坏木质素的化学结构,组成木质素的愈创木基、紫丁香基和对羟苯基等基本物质的结构被AHP破坏,从而使得AHP处理后果渣中木质素的含量明显降低。【结论】双氧水是一种有效的苹果渣预处理剂,其预处理效果与预处理的温度和时间有密切联系。     

60Co-γ辐照对稻草酶解糖化效果的影响

采用不同剂量60Co-γ辐照预处理稻草秸秆,然后酶解糖化。结果表明,经400、800、1 200、1 600、2 000 kGy辐照处理的稻草酶解反应96 h后,聚糖转化率较对照分别提高了1.5、2.2、3.0、3.1、2.6倍。一定剂量的60Co-γ辐照导致稻草的纤维素和半纤维素含量降低和微观物理结构的破坏,这是使稻草酶解糖化效果改善的原因;而高剂量的60Co-γ辐照会降低酶解反应体系的pH,从而影响稻草的酶解糖化转化率。     

磷酸预处理对小麦秸秆酶解糖化的影响

为提高小麦秸秆木质纤维素的能源化利用效率,在常压温和条件下用磷酸对小麦秸秆进行预处理,研究了预处理秸秆颗粒度、固液比、温度、时间对小麦秸秆酶解糖化率的影响,并用扫描式电镜分析了预处理前后小麦秸秆结构的变化.结果表明,在小麦秸秆颗粒度60目、固液比1.0∶8.5、温度70℃、处理时间1.0h的预处理条件下,小麦秸秆酶解糖化率50 min时从25.4％(未预处理)提高到70.3％(预处理).SEM分析表明,经磷酸预处理后小麦秸秆崩解为碎片,为后续的酶解糖化提供了良好的条件.     

玉米芯酶解糖化条件试验研究

为获得木聚糖酶酶解玉米芯的最适工艺条件,通过单因素试验,利用木聚糖酶对经2ml／LHCl预处理的玉米芯在不同条件下进行酶解糖化,研究结果表明：在pH5．2的Na2HPO4一柠檬酸缓冲体系中、木聚糖酶用量150IU／g玉米芯、酶解温度45℃、摇床转速120r／min、酶解时间12h,酶解液溶出还原糖量、总糖量分别达到42．35％和46．59％,其中预处理溶出还原糖量、总糖量分别为21．69％和30．00％;且在最适酶解工艺条件下,可获得较好的酶解效果。     

预处理及木质素酶对玉米秸秆酶解糖化效果影响

以玉米秸秆为原料,以酶解糖化分析、扫描电镜及傅里叶红外光谱验证为检测指标,建立了高效玉米秸秆预处理方法及条件,并进一步探讨了酶解糖化过程中各木质素酶与纤维素酶、木聚糖酶的协同作用效果及酶解糖化过程中各木质纤维素酶的最佳添加比例及添加量。结果表明：2%CaCO₃+1%H₂O₂在料液比1∶11,温度120℃,时间70 min条件下,可较好地去除木质素并保留纤维素及半纤维素组分;酶解糖化试验表明,木质素酶中漆酶对预处理玉米秸秆水解起主要促进作用,各木质酶的最优添加量分别为漆酶8 U/g,木素过氧化物酶10 U/g,锰过氧化物酶6 U/g,此条件下水解液中的混合糖含量为116 mmol/L,比未添加木质素酶含量提高了16%。试验为低酶用量、高糖得率的高效木质纤维素降解复合酶体系的建立及玉米秸秆木质纤维素原料的高效转化利用奠定了基础。     

响应面法优化单酶复配酶解辐照玉米秸秆的研究

[目的]优化单酶复配酶解纤维素的条件。[方法]以经1 200 kGy~(60)Coγ-射线辐照处理过的玉米秸秆为原料,采用响应面分析法,对外切葡聚糖酶、内切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶、木聚糖酶等酶进行优化。[结果]4个因素对酶解产还原糖的影响主次顺序依次为木聚糖酶、外切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和内切葡聚糖酶。得到最优酶添加量为外切葡聚糖酶1.07 U/g、内切葡聚糖酶31.53 U/g、β-葡萄糖苷酶20.81 U/g和木聚糖酶81.96 U/g。在上述条件下,试验验证还原糖产量372.624 mg/g与预测值能够很好地吻合。[结论]该中心组合设计响应面优化单酶复配酶解辐照玉米秸秆的方法可靠,可为单酶复配提供参考。     

化学预处理对牧草酶解糖化发酵效果的影响

[目的]研究化学预处理对高丹草、沙打旺、御谷和紫花苜蓿酶解糖化发酵效果的影响,评价4种牧草的能源性。[方法]用不同质量分数的硫酸预处理牧草,测定处理前后纤维素、半纤维素和木质素的含量以及不同发酵时间后的葡萄糖浓度和乙醇浓度。[结果]预处理后,牧草的纤维素含量上升,半纤维素和木质素的含量下降。在柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液体系（pH=4．8）中,经1．0％（W／V）稀酸预处理后,4种牧草的乙醇提取浓度均最高。发酵过程中,葡萄糖浓度和乙醇浓度均先增加后降低,分别在发酵后24和48h达到高峰。[结论]预处理促进了紫花苜蓿、高丹草、御谷、沙打旺的酶解糖化发酵,4种牧草的能源性依次降低。     

酶解和小曲糖化法对紫甘薯酒发酵参数的影响

采用酶解法和小曲法糖化紫甘薯,比较了两种糖化方法对紫甘薯酒发酵过程中pH、还原糖、淀粉、可溶性固形物、色素、聚合色素及酒精度等发酵参数的影响。结果表明：两种方法的pH变化趋势相同,差异很小;小曲法对淀粉和还原糖的利用较充分;酶解法处理的紫甘薯发酵醪比小曲处理的可溶性固形物高;酶解法紫甘薯酒的最终酒精度低于小曲法紫甘薯酒;酶解法发酵醪的色素和聚合色素含量均比小曲的高。酶解糖化法较适合于紫甘薯的糖化。     

稀硫酸处理促进辐照芒草木质纤维素酶解糖化条件的优化

[目的]考察稀硫酸对辐照芒草木质纤维素酶解糖化的促进作用。[方法]选取400kGy60Coγ-射线辐照过的芒草,在不同浓度硫酸、处理时间及温度下对其进行水解,再用300U／g纤维素酶处理96h,测定还原糖含量。[结果]试验表明,经400kGy60Coγ-射线辐照过的芒草在5％硫酸浓度下90℃水浴4h,还原糖含量为60．33ms／g;再将酸处理过的辐照芒草残渣用300U／g的纤维素酶酶解,还原糖含量可达278．38mg／g（以辐照芒草质量计算）,两步处理总还原糖为338．71mg／g,表明5％的硫酸可明显促进辐照芒草木质纤维素酶解糖化。[结论]研究可为辐照芒草木质纤维素酶解糖化工艺提供参考依据。     

碱性预处理对稻草秸秆酶解的影响

以稻草秸秆为原料,弱碱性预处理后进行酶解糖化,对预处理前后的稻草秸秆进行扫描电镜观察,研究预处理条件对稻草秸秆半纤维素、纤维素、木质素含量及损失率的影响,通过酶解还原糖的释放量来判断预处理的效果.结果表明:碱性预处理降低了稻草秸秆中木质素的含量,提高了纤维素的含量,增加了纤维素酶与底物的酶解可及度,促进了稻草秸秆酶解糖化.经2.0%NaOH、60 ℃、固液比1﹕12处理24 h后的稻草秸秆,在pH5.0、加酶量31.2 mg/g、45 ℃条件下酶解120 h的还原糖达到了790.3 mg/g,糖化率为81.01%.扫描电镜观察显示,经碱性预处理过的稻草秸秆孔隙度增大,机械组织暴露,酶解的有效比表面积增大,酶解速率加快.     

苹果渣酶促糖化效应的研究

以不同的酶及酶组合处理苹果渣,研究了苹果渣中多糖物质转化为可溶性糖的条件与规律。结果表明,淀粉酶单独作用时,60℃下苹果渣中淀粉分解最快,只需2.75h。酶用量在10g/kg以下时,复合果胶酶对苹果渣的糖化能力最强,总糖生成量达到相同用量纯果胶酶的2倍以上;对不同酶组合处理,在50℃条件下,以复合果胶酶取代纤维素酶和果胶酶作用2h,再加淀粉酶作用4h的双酶2步法为糖生成量高、又省酶的最优酶促糖化工艺,并且糖生成量随双酶用量的增大而增高,至酶用量3～4g/kg苹果渣的含糖量提高3～4倍,之后升幅趋于平缓。     

~(60)Co-γ射线辐照对蟹爪兰几种酶比活力及MDA含量的影响

论述了60Co-γ射线辐照后,蟹爪兰的几种酶比活力及氧化产物MDA含量的变化。结果表明,SOD比活力较对照均有不同程度的提高,在20 Gy时最高;CAT比活力较对照有较大程度的提高,其中以80 Gy时上升最高与辐照剂量呈显著正相关,与PPO比活力呈负相关,而就POD来说,在20 Gy时最低,随着剂量的增加,其比活力增加,50 Gy时最高;PPO较对照下降,在40 Gy处降至最低;丙二醛在10 Gy处较对照降低,然后呈增加的趋势,至90 Gy时增加至最高,MDA含量与辐照剂量呈正相关。SOD比活力、PPO比活力均与辐照剂量呈负相关。     

碱性蛋白酶酶解核桃粕蛋白产物抗氧化特性研究

采用碱性蛋白酶对核桃粕蛋白进行酶解,测定了不同酶解时间下的酶解液抗氧化性;用葡聚糖凝胶分离活性肽段并测定其抗氧化性。结果表明,酶解条件为酶用量3 000 U/g底物、底物质量浓度为40mg/mL、pH为8.5、温度为50℃下酶解210 min,酶解液的抗氧化活性较高,OH.清除率为72.3%,氧自由基清除率为83.1%,DPPH.清除率为102.6%,总抗氧化能力为162.986 U/mL;通过葡聚糖凝胶分离并与已知标准品对照表明碱性蛋白酶酶解核桃粕蛋白产物抗氧化活性多肽的分子量主要集中在1 321~607 u,该多肽片段对OH.清除率为70.23%,氧自由基清除率为62.57%,DPPH.清除率为99.56%,总抗氧化能力为118.987 U/mL。     

山茶花~(60)Co-γ射线辐照诱变研究

本研究应用~(60)Co-γ射线辐照诱变,先后对嫩枝插穗以50、75、100 Gy剂量,盆栽苗以50、100、200 Gy剂量进行辐照试验。结果表明,90 d后,嫩枝插穗全部死亡,盆栽苗仅仅存活3株,其中一株叶片略表现卷曲畸形,可作为进一步培育的育种材料。由此说明,山茶花盆栽苗的耐受辐照程度略高于嫩枝插穗,50 Gy以上剂量过高。     

~(60)Coγ辐照对芒草微观结构变化研究

采用X射线衍射法(XRD),傅里叶变换红外光谱法(FI-TR)以及电镜扫描(SEM)对芒草60Coγ辐照后微观结构的变化进行分析。芒草经60Coγ射线辐照预处理后,纤维素和半纤维素降解程度较大,降解率在2000 kGy时分别达到53.28%和95.76%。微观结构分析结果表明,辐照使纤维素及半纤维素分子内和分子间的化学键发生断裂,纤维素的结晶度逐渐变小,纤维变得不完整,纤维表面出现明显分层脱落现象,基本失去原有的形貌特征。     

γ-射线辐照和酸碱预处理对活性污泥胞外聚合物的影响研究

探讨了胞外聚合物对污水污泥性质的影响机制。通过γ-射线辐照和酸碱预处理,考察了活性污泥中EPS的变化;采用UV-vis光谱分析了EPS的组分变化;用重量法测定EPS的含量变化;采用红外光谱分析了不同辐照条件对EPS分子结构的影响,最后结合活性污泥处理提取EPS前后的扫描电镜观测,揭示了γ-射线辐照和酸碱预处理对EPS的影响机制。结果表明:UV-vis谱图分析表明,在2～15 kGy范围内,污泥经过γ-射线辐照后,EPS含量比辐照前大幅增加,EPS在260～300 nm波段出现新吸收带;红外光谱分析表明,EPS主要功能基团蛋白质、多聚糖等受辐照条件影响很大,而且上述效果在碱预处理条件下更加显著;扫描电镜结果表明,相对于酸性条件(pH值2.50),碱预处理和辐照更易使污泥絮体和细胞结构发生破坏,释放的EPS量增加。     

~(60)Co—γ射线辐照灭菌栽培灵芝的研究

本文对~(60)Co-γ射线辐照灭菌在灵芝栽培上的应用进行了研究.试验结果表明:利用γ射线对灵芝栽培料进行辐照,可达到满意的灭菌效果,且对菌丝体的生长和提高子实体产量具有明显的促进作用.在本试验条件下,最适辐照剂量为2.8Mrad.     

~(60)Coγ射线辐照对卵黄液保存时间的影响

卵黄液经60Coγ射线辐照,检测不同温度下保存对卵黄液抗体效价的影响和卵黄液中自由基的变化规律;结果表明25℃保存时,3.0 kGy、6.0 kGy辐照后保存期较长,-10℃保存对未经辐照和一定剂量辐照后卵黄液抗体效价无影响;临床应用表明,辐照后卵黄液总治愈率为92.9%。     

促进木质纤维素类生物质酶解的预处理技术综述

木质纤维素类生物质是通过微生物作用转化为乙醇和氢能的可再生糖资源,酶解木质纤维素是它向乙醇和氢能转化的第1步,但是由于木质纤维素类生物质的高稳定性,要得到较高的酶解率就必须先进行预处理.本研究主要总结了机械粉碎预处理、辐射预处理、稀酸预处理、碱预处理、氧化预处理、高温液态水预处理、蒸汽爆破预处理和生物预处理这些对木质纤...