尖孢镰刀菌诱导产酶及同步糖化发酵产纤维素乙醇

以尖孢镰刀菌为研究对象,探究其诱导产酶及同步糖化发酵产纤维素乙醇的影响。选取不同诱导底物、产酶培养基以及发酵时间,通过测定发酵液中羧甲基纤维素酶活性和木聚糖酶活性,确定最佳诱导产酶条件。最佳诱导产酶培养基:底物30 g/L,羧甲基纤维素钠(CMC-Na) 5 g/L,蛋白胨10 g/L,磷酸二氢钾1 g/L,硫酸镁0. 2 g/L,硫酸铵3 g/L,pH值6. 0。最佳诱导产酶的底物为小麦秸秆,发酵4 d羧甲基纤维素酶活性达到12. 40 U/mL,木聚糖酶活性达到930. 9 U/mL。尖孢镰刀菌诱导所产纤维素酶具有较好的pH值稳定性和温度稳定性,在一定程度上能弥补真菌纤维素酶耐碱性差和细菌纤维素酶活性低的不足。将其作为乙醇发酵菌种进行木质纤维素同步糖化发酵,在3%葡聚糖负荷下,96 h生成乙醇12. 23 g/L,乙醇得率为71. 81%。将其与酿酒酵母混菌同步糖化发酵,48 h添加木糖利用率最高,96 h生成乙醇19. 11 g/L,乙醇得率82. 11%。     

优化同步糖化共发酵产乙醇

近年来,同步糖化共发酵产纤维素乙醇,由于其特有的优势受到广泛关注,如何提高乙醇产量和浓度更成为焦点。基于此,从预处理以及同步糖化共发酵过程2个方面给出提高同步糖化共发酵产纤维素乙醇的思路。     

耐温酵母用于玉米秸秆同步糖化发酵工艺考察

[目的]对耐温酵母用于玉米秸秆同步糖化的发酵工艺进行考察。[方法]研究固液比、初始葡萄糖浓度和酶加入量对纤维素酶水解的影响,并对温度、固液比对中性蒸汽爆破预处理玉米秸秆(PCS)同步糖化发酵的影响和耐温酵母FE-B的同步糖化发酵工艺进行考察。[结果]水解体系中水解速率在一定范围内与酶加入量成正比,但随着酶加入量的增加,酶量对水解速率的贡献逐渐降低;酶解体系中的葡萄糖浓度对纤维素酶的水解速率具有很强的抑制作用,葡萄糖浓度越高,抑制越强;固液比在10%～30%,固含量越高,最终葡萄糖产率越高,且不影响纤维素水解率。利用基于耐温酵母FE-B的同步糖化发酵工艺水解和发酵120 h,反应体系中的乙醇浓度可达6.21%(W/W),纤维素水解率为88.70%。[结论]该研究可为开发木质纤维素生产燃料乙醇提供理论依据。     

甜高粱秸秆发酵生产乙醇的研究

实验结果表明:用2.0%NaOH+2.0%HCl预处理的甜高粱秸秆粉纤维素含量可以达到52.56%,显著高于未经处理的甜高粱秸秆粉;甜高粱秸秆粉经2.0%HCl+2.0%NaOH预处理后,糖化效果优于其它处理;当糖化温度为50℃时,甜高粱秸秆粉的糖化率最高;反应体系的pH为5.0时,糖化率最高;糖化时酶加量以15 IU/g为宜;3种突变菌株比较而言,lwl79发酵产乙醇比较高,乙醇终浓度为15.48 g/L。     

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。     

酸酶法降解稻草纤维素工艺条件优化

以稻草秸秆为纤维素原料,利用稀盐酸对其进行预处理,再用烧碱调节起始pH值,利用自制纤维素酶液进行酶解,得出稻草纤维素降解糖化的较优工艺条件,并进行了最优降解条件纤维素水解液发酵产乙醇的初步试验.结果表明:稻草秸秆在盐酸浓度2.5％、温度126℃、固液比(g/mL)1:3的条件下处理1h后,在温度为55℃、起始pH值为5...     

木薯渣制备乙醇探索研究

[目的]对木薯渣水解糖发酵制乙醇的再利用过程进行考察。[方法]以木薯渣为原料,采用同步糖化发酵工艺,研究木薯渣中淀粉、纤维素和半纤维素水解糖分开发酵或共同发酵制乙醇的过程。[结果]原料中纤维素含量为34.70%,半纤维素含量为9.70%,淀粉含量为15.35%;采用同步糖化共发酵工艺较同步糖化分开发酵工艺,乙醇相对于原料的产率高,可达到28.04%。[结论]该研究可为木薯渣的合理利用提供技术支持。     

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%.     

烟曲霉降解玉米秸秆生产乙醇工艺研究

为有效降低纤维乙醇生产成本，本研究以玉米秸秆作为原料，烟曲霉作为产酶及酶解菌株，采用嗜鞣管囊酵母以半同步糖化发酵方法生产乙醇，对烟曲霉酶解过程、嗜鞣管囊酵母发酵生产乙醇的酶解和发酵条件分别进行了优化。结果表明，在10 g玉米秸秆中加入90 m L 0.2 mol/L Na OH溶液，121℃灭菌20 min并冷却到室温后用5 mol/L无菌H₂SO₄或10 mol/L Na OH调节p H至4.5，加入无菌饱和硫酸铵至终浓度为10 g·L^-1，该组成的发酵培养基中接入8%烟曲霉种子，酶解12 h后接入4%酵母种子，酶解发酵共计28 h，玉米秸秆降解率可达94.2%，获得乙醇31.8 g·L^-1。这说明预处理后无需固液分离及脱毒，采用烟曲霉酶解稀碱预处理玉米秸秆，以及嗜鞣管囊酵母发酵能经济有效低成本获得生物乙醇。     

稻草粉混菌同步糖化发酵产柠檬酸的条件优化

将糖化菌群与柠檬酸发酵菌混合接种于同一容器中,以经预处理的稻草粉为主要原料发酵柠檬酸,经单因素试验和正交试验,明确产柠檬酸的优化条件。结果表明:混菌同步糖化发酵产柠檬酸的优化条件为,接入柠檬酸发酵种子时间为3d,黑曲霉发酵时间为5d,柠檬酸发酵种子接种量10%(v/v),初始pH 5.5,此时柠檬酸的产量为85.1g·L-1。     

NaOH-乙醇预处理提高甘蔗渣酶法制备低聚木糖效率

目的对甘蔗渣酶法制备低聚木糖(XOS)的工艺进行研究,并通过NaOH-乙醇预处理提高低聚木糖的生产效率。方法首先,对预处理前后甘蔗渣的化学组成进行表征,确定预处理对原料组分的影响。其次,利用接触角和X射线衍射分析技术,探讨预处理对底物湿部化学(润湿性)特性和物理结构的影响。最后,通过高效液相色谱(HPLC)分析检测木聚糖酶水解样品,比较不同预处理强度对酶水解生产低聚木糖质量浓度的影响。结果对于NaOH-乙醇预处理促进木聚糖酶水解的工艺而言,最佳的预处理条件为10 g/L NaOH-乙醇(乙醇的体积分数为50%)预处理。在该预处理强度下,大量的木质素被脱除,脱除率可以达到78.10%;而且,该预处理方式能够有效改善物料的亲水性能,使接触角从61.5°降低到55.4°,同时将纤维原料的结晶度从28.6%提高到32.3%。通过分析酶水解样品可知:当NaOH用量为10 g/L时,可以实现最高低聚木糖质量浓度(1.85 g/L),与未处理原料(0.83 g/L)相比,提高了122.89%。结论对于甘蔗渣制备低聚木糖的工艺而言,采用木聚糖酶水解的方式能够实现从半纤维素到低聚木糖的有效转化,并且采用NaOH-乙醇预处理可以有效提高甘蔗渣的酶解效率,促进低聚木糖的生产。      

菊芋生料联合生物加工发酵生产燃料乙醇

[目的]在联合生物加工技术发酵菊芋生料生成乙醇工艺中,降低高浓度菊芋生料醪液的黏度,使菊芋发酵乙醇浓度达到或超过目前玉米乙醇的行业水平。[方法]利用马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus),通过添加辅助酶制剂、改变拌料水温及优化补料方式等方法,降低发酵醪液黏度,提高菊芋生料的浓度,从而提高发酵终点的乙醇浓度并缩短发酵时间。[结果]最佳工艺条件为:45℃水拌料,pH 5.0,添加0.10%酒精复合酶,发酵初始干粉浓度为240 g/L,分别在发酵12和24 h补料,菊芋干粉终浓度可达到300 g/L,发酵时间48 h,乙醇浓度达到91.6 g/L,乙醇对糖的得率为0.464,为理论值的90.6%。[结论]此工艺为菊芋乙醇工业化的生产提供了有利条件。     

响应面法优化酿酒酵母培养基的研究

[目的]采用响应面法研究优化酿酒酵母培养基的条件。[方法]在试验设计中,以KH2PO4、MgSO4和尿素为自变量,通过响应面回归分析和显著性检验,建立了乙醇产量的二次回归模型。再通过对乙醇产量的响应曲面分析,研究了3种无机离子对酿酒酵母发酵乙醇优化生产的最佳工艺条件。[结果]由响应面分析结果可知,回归模型存在稳定点（-2．4278、6．505631、1．753767）,稳定点的特征值表明稳定点为最大值点,即KH：P0。为0．2861g／L、MgSO。为0．97528155g／L和尿素为5．8768835g／L时,乙醇产量为123．9997g／L。采用上述优化的工艺条件进行的固定化酵母发酵试验表明,3次重复测得的乙醇产量的平均值为122．6074g／L,说明实际试验值与模型预测值基本一致。[结论]在酵母发酵生产过程中,向其培养基中添加KH2PO4 0．2861g／L、MgSO4 0．97528155g／L和尿素5．8768835g／L时,能使乙醇产量达到最佳值。     

响应面法优化山丹鳞茎总黄酮提取工艺的研究

在单因素试验的基础上,采用响应面法优化山丹鳞茎总黄酮提取工艺条件。结果表明,山丹鳞茎总黄酮提取最佳工艺为乙醇体积分数73%、料液比32∶1(m L/g)、回流温度69℃、回流时间120 min。经证明,总黄酮含量试验值(4.685 mg/g)与预测值(4.729 mg/g)基本一致,RSD为0.661%,表明所得工艺参数可靠。     

超声波处理薯渣发酵制乙醇的工艺研究

[目的]开发利用甘薯淀粉加工过程中的废弃物甘薯渣。[方法]对甘薯渣发酵制乙醇的工艺进行了研究,即在温和条件下超声波、超声波结合稀酸和超声波结合稀碱的预处理方法处理木质素后,再在热带假丝酵母和乙醇酵母的共同用下同时将其发酵生产乙醇。[结果]超声波结合稀碱预处理甘薯渣发酵制得乙醇的方法最好,且获得了最佳的工艺条件为固液比1∶15 g/ml、超声波预处理功率250W、时间为30 min,稀碱预处理质量分数为1.0%的NaOH溶液,纤维素酶用量35 IU/g底物,热带假丝酵母与酿酒酵母的接种比1∶1,酵母菌接种量0.75%,在该条件下乙醇产率达到21.4%(重量)以上,与传统工艺相比,产率提高14%。[结论]该研究提高了甘薯深加工产品的附加值,延长产业链,同时可以缓解环境污染问题,有工业推广价值。     

响应面法优化泥蚶多糖的提取工艺

[目的]利用响应面分析法优化泥蚶多糖的提取工艺。[方法]根据中心组合(Box-Benhnken)试验设计原理,以提取温度、提取时间、乙醇浓度3个因素为自变量,多糖得率为响应值,设计了3因素3水平响应面分析试验,以优化泥蚶多糖提取的工艺条件。[结果]乙醇浓度是对响应值影响最大的因素,泥蚶多糖提取的最佳工艺条件为提取温度69.6℃,提取时间6.2 h,乙醇浓度78%,在此条件下,泥蚶多糖的提取率为1.635%。[结论]研究优化了泥蚶多糖的提取工艺,为大规模制备泥蚶多糖提供参考。     

半仿生法提取细叶小檗总生物碱及抑菌性研究

目的本文通过对细叶小檗果实中生物碱的研究,为细叶小檗的有效合理利用提供参考。方法本实验以细叶小檗总生物碱提取量和抑菌圈直径为考察指标,用10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%的乙醇作为溶剂提取细叶小檗中的总生物碱,得出27%乙醇为较好的提取溶剂。以27%乙醇为提取溶剂,进行液料比、温度和超声时间的单因素试验。在单因素试验基础上,采用Plackett-Burman设计、最速上升试验以及中心复合实验响应面设计建立数学模型。结果实验结果表明,最佳提取条件为:乙醇含量27%(V/V)、液料比32mL/g、温度52℃、超声功率800W,提取液的pH值为2.2时,对应提取时间为50min;提取液的pH值为7.6时,对应提取时间为25min;提取液的pH值为8.5时,对应提取时间为25min。在此条件下,细叶小檗中总生物碱的提取量为(16.24±0.54)mg/g,比单一超声波辅助法的提取量提高了1.31倍;抑菌圈直径为(91.21±0.37)mm。结论采用超声波辅助半仿生法比单一采用超声波法对细叶小檗中总生物碱的提取效果更好,提取量提高了1.31倍;抑菌效果提高了1.07倍。相比较国内目前对于小檗属植物小檗碱的平均提取量(16.6±0.6)mg/g相接近,在抑菌活性上有明显提高。      

微波辅助萃取枳椇总黄酮研究

[目的]研究从枳椇中提取总黄酮。[方法]采用微波辅助萃取技术,应用自制的压力萃取器,通过单因素试验和响应面试验方法优化工艺参数。[结果]确定了最优工艺参数为微波功率840 W、乙醇水溶液浓度52%、萃取时间54 s、液固比9.4 ml/g、浸泡时间1 h和颗粒粒径2.5×10-4m,在此条件下,总黄酮萃取率为98.05%。建立了以萃取率为响应值,微波功率、乙醇水溶液浓度、萃取时间和液固比为影响因素的二次多项回归方程,该模型与试验结果十分吻合。[结论]建立的数学模型和优化的工艺参数可用来预测不同工艺条件下的总黄酮萃取率,为中试和工业化生产提供理论依据。     

氢氧化钠预处理和酶解牛粪纤维素工艺条件优化

对氢氧化钠预处理牛粪中纤维素的工艺条件进行了优化研究,各因素较优的水平组合为处理温度95℃、时间3 h、碱浓度3%、固液比1∶12.5。氢氧化钠预处理后,纤维素在总体中所占比例有较大提高,而半纤维素和木质素则有所降低。之后经纤维素酶处理,各因素较优的水平组合为温度55℃、酶液浓度10g/L、底物浓度25 g/L、pH值4.4。     

新疆短星火绒草不同极性提取物抑菌作用研究

 新疆短星火绒草（Leontopodium brachyactis Gandog.）是一种具有代表性的火绒草属植物,在民间很早就被作为药用植物治疗疾病。为进一步开发利用新疆短星火绒草提供依据,本研究利用不同极性的提取剂提取新疆短星火绒草的有效成分,采用滤纸片法和二倍稀释法研究了6种不同提取物的体外抗菌作用,并对50%乙醇提取物进行了最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MBC)的测定。结果表明：新疆短星火绒草具有很好的抑菌作用。水提物和50%乙醇提取物均具有较强的抑菌效果,50%乙醇提取物最低抑菌浓度MIC为0.0625g/mL最低杀菌浓度MBC为0.125g/mL,具有广谱性抑菌作用。