碱木质素聚乙氧基接枝共聚物表面特性对纤维素酶糖化效率的影响

以碱木质素(AL)与聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDE)为原料,于80℃和150 r/min条件下,反应2 h,制备碱木质素-聚乙氧基接枝共聚物(PEGDE-AL),研究其对纤维酶的非生产性吸附性能和酶糖化效率的影响机制。X射线光电子能谱(XPS)、Zeta电位滴定和接触角测试的结果表明,碱木质素经过聚乙氧基接枝共聚改性后,表面元素组成发生了较大变化,氧元素与碳元素的比率由0.28增至1.56;表面正电荷数目降低,亲水性能增强,使得纤维素酶与PEGDE-AL间吸附结合力较纤维素酶与AL间结合力降低了57%,酶蛋白与底物间的非生产性吸附能力下降。在水解体系中分别添加质量浓度为4 g/L的AL和PEGDE-AL,PEGDE-AL和微晶纤维素72 h的葡萄糖得率为50.67%,较碱木质素和Avicel水解体系72 h的葡萄糖得率增加了41.14%,且上清液中游离蛋白的质量分数增加了1.56倍。碱木质素经过聚乙氧基接枝共聚后,显著减弱了对纤维素酶的无效吸附,该研究结果可为优化现有的预处理技术提供理论基础。     

几种纤维素酶制剂水解和吸附性能的研究

比较了商品纤维素酶和自产纤维素酶在蛋白组分及蛋白组分含量上存在的差异。商品纤维素酶水解稀酸预处理和蒸汽爆破预处理的玉米秸秆,其水解得率均低于自产纤维素酶。以蒸汽爆破的玉米秸秆为碳源制备纤维素酶,添加外源8 IU/g(以纤维素计)的β-葡萄糖苷酶,水解蒸汽爆破的玉米秸秆48 h,纤维素水解得率为90.08%;水解液中纤维二糖的质量浓度从17.06 g/L降低到1.12 g/L,相应葡萄糖质量浓度从21.09 g/L提高到44.01 g/L,可发酵性糖从55.28%提高到97.52%。微晶纤维素对商品酶和自产酶的吸附在30 m in达到平衡,且符合Langmu ir等温吸附方程;由Langmu ir常数分析得知两类酶均来自里氏木霉,且对微晶纤维素的亲和力相差不大。     

乙酸-亚硫酸盐两步预处理对杨木木质素吸附纤维素酶的影响

以杨木为原料,采用乙酸预处理制备低聚木糖后,对固体残渣进行亚硫酸盐预处理移除木质素,以提高杨木纤维素的酶解效率,但该两步预处理对杨木木质素结构及其非生产性吸附酶的影响仍不明确。笔者考察了乙酸-亚硫酸盐两步预处理对杨木酶水解率、木质素结构和木质素理化性质的影响,探讨了该两步预处理对杨木木质素吸附及脱附纤维素酶的特性。结果表明,两步预处理后杨木残渣中木质素含量减少,当酶添加量为20 FPU/g干物质量时,纤维素水解得率从32.4%增加到67.1%。乙酸-亚硫酸盐预处理后木质素(AA-AS-lignin)的Zeta电位、疏水性及分子量减小,而其紫丁香基与愈创木基结构单元数量比值S/G、酚羟基及硫元素的含量增加。相比未预处理的木质素(BM-lignin),AA-AS-lignin对纤维素酶水解的抑制率从1.0%增加到16.5%。AA-AS-lignin对纤维素酶的吸附增强,结合强度从24.7 mL/g(BM-lignin)增大到72.1 mL/g。乙酸-亚硫酸盐预处理降低了木质素对纤维素酶的脱附能力,纤维素酶的脱附回收率从61.1%降低到28.8%,且相较于BM-lignin,结合在AA-AS-lignin上的纤维素酶的水解活力较低。研究结果可指导乙酸-亚硫酸盐预处理后杨木的高效纤维素酶水解,为实现杨木的多组分转化利用提供了新思路。     

木质素基表面活性剂对玉米秸秆纤维素酶水解的促进作用

木质素是影响木质纤维原料酶水解的关键因素。本研究通过聚乙氧基接枝修饰制备木质素基表面活性剂,并探究其对预处理玉米秸秆纤维素酶水解的影响机制。结果表明,木质素基表面活性剂对蒸汽爆破预处理玉米秸秆酶水解有显著的促进作用。木质素基表面活性剂的最适添加量为0025 0 g/g(以纤维素计)。在最适添加量下,碱木质素基表面活性剂及醇溶木质素基表面活性剂使得蒸汽爆破预处理玉米秸秆72 h酶水解得率分别提高了275%和281%。与此同时,72 h酶水解液中外切葡聚糖酶酶活力分别提高了493%和410%;β-葡萄糖苷酶酶活力分别提高了196%和137%。说明木质素基表面活性剂可减少纤维素酶的无效吸附,从而起到对酶水解的促进作用。     

亚硫酸盐蔗渣浆酶解工艺及外源物辅助作用的研究

以亚硫酸盐蔗渣浆为研究对象,研究了底物浓度、外源添加物种类和浓度对纤维素酶解工艺的影响以及PEG6000强化酶解效率的作用机理。研究结果表明,纤维素酶用量15 FPIU/g(以绝干纤维素计,下同)、β-葡萄糖苷酶用量30 CBU/g,纤维素质量浓度80 g/L条件下水解48 h,葡萄糖质量浓度达72.51 g/L,葡萄糖得率、纤维素酶解得率和总糖得率达81.58%、86.79%和84.23%。PEG6000可有效强化酶解,添加量为2 g/L时,水解48 h葡萄糖质量浓度可升至78.54 g/L,葡萄糖得率、纤维素酶解得率和总糖得率达88.36%、95.02%和92.54%。添加2 g/L的PEG6000使纤维素酶Celluclast1.5 L滤纸酶活力提高到原酶活力的117.33%;同时50℃,pH值4.8,保温48 h,残余酶活力同比增加38.99%。     

The Study about Enzymatic Hydrolysis of Bagasse Sulfite Pulp and the Assistant Effect of Additives

以亚硫酸盐蔗渣浆为研究对象,研究了底物浓度、外源添加物种类和浓度对纤维素酶解工艺的影响以及PEG6000强化酶解效率的作用机理.研究结果表明,纤维素酶用量15 FPIU/g(以绝干纤维素计,下同)、β-葡萄糖苷酶用量30 CBU/g,纤维素质量浓度80 g/L条件下水解48 h,葡萄糖质量浓度达72.51 g/L,葡萄糖得率、纤维素酶解得率和总糖得率达81.58％、86.79％和84.23％.PEG6000可有效强化酶解,添加量为2g/L时,水解48 h葡萄糖质量浓度可升至78.54 g/L,葡萄糖得率、纤维素酶解得率和总糖得率达88.36％、95.02％和92.54％.添加2g/L的PEG6000使纤维素酶Celluclast 1.5 L滤纸酶活力提高到原酶活力的117.33％;同时50℃,pH值4.8,保温48 h,残余酶活力同比增加38.99％.     

外源添加物强化中温碱抽提玉米秸秆渣酶解过程的研究

以中温碱抽提玉米秸秆渣为研究对象,考察了不同外源添加物对酶解工艺的辅助作用和影响机制。研究结果表明,采用中温碱抽提玉米秸秆可以脱除50.02%木质素,添加PEG6000辅助水解作用明显。当纤维素底物质量浓度40 g/L,酶用量在纤维素酶(Celluclast 1.5 L)15 FPIU/g和纤维二糖酶(Novozyme 188)30 BU/g水解48 h,添加PEG6000 4.0 g/L葡萄糖得率73.51%,酶解率84.51%,较未添加样品上升幅度分别达到26.2%和27.1%。添加PEG不仅可以减轻酶蛋白和碱抽提玉米秸秆渣的吸附,提高酶在液相中的分配,对纤维素酶活力和稳定性也具有显著的促进作用。PEG存在下纤维素酶1.5 L的滤纸酶活提高34.1%,稳定性提高57.3%。     

造纸废弃物麦草废渣高温自水解预处理对酶水解性能的影响

对造纸废弃物麦草废渣进行高温自水解预处理,并对预处理后的麦草废渣进行组成分析和酶解,以纤维素和木聚糖的酶解得率为考核指标,研究了不同自水解预处理条件对麦草废渣酶解的影响。研究表明,预处理后麦草废渣的化学组成和物理结构均发生了改变,纤维素的含量增加,比表面积增大且促进了纤维素的酶解。酶解结果显示,温度对预处理麦草废渣的酶水解得率有着极其显著的影响。以200℃自水解预处理60 min的麦草废渣为酶水解底物(质量浓度50 g/L),添加纤维素酶35 FPIU/g(以纤维素计,下同)、β-葡萄糖苷酶25 IU/g、木聚糖酶120 U/g及2 g/L聚乙二醇(PEG6000),酶解体系50 m L,于50℃酶解36 h,其纤维素和木聚糖酶解得率分别达86.29%和74.03%,是麦草废渣经170℃自水解40 min后酶解得率的2.3倍和2.8倍。     

酶水解过程中纤维素聚合度和结晶度的变化

分别采用复合纤维素酶Celluclast 1.5L和内切纤维素酶Novozym 476对漂白针叶木纤维进行水解,通过分析酶水解后纤维素聚合度和结晶度的变化情况,研究2种纤维素酶对纤维素聚合度和聚集态结构的影响。结果显示:漂白针叶木纤维经2种纤维素酶分别水解后,随着酶用量的增加,纤维素聚合度都逐渐降低,当Celluclast 1.5 L用量为3.0 FPU/g时,纤维得率为94.34%,纤维素聚合度降至862,较原样(1 164)下降了25.95%;而Novozym 476用量为50.0 U/g时,纤维得率为94.93%,纤维素聚合度降至711,较原样下降了38.92%。由此可见,在得率相同的情况下,经Novozym 476水解的纤维素较经Celluclast 1.5 L水解的纤维素具有更低的聚合度,说明内切葡聚糖酶是导致纤维素聚合度下降的主要因素。随着复合纤维素酶Celluclast 1.5 L用量的增加,纤维素结晶度呈现先增加后降低再增加再降低的M型变化;随着内切纤维素酶Novozym 476用量的增加,纤维素结晶度呈现先降低后增加再降低的变化。     

水溶性木质素对纤维原料酶水解的影响研究进展

木质纤维素具有储量大、可再生等特点,是生物质精炼的重要原料。通过酶水解将高聚糖转化为葡萄糖、木糖等单糖,是目前木质纤维素生物质精炼的重要途径。传统观点认为,酶水解体系中的底物木质素和溶解木质素都会阻碍木质纤维原料中纤维素的酶水解,主要表现为木质素阻碍了纤维素酶对纤维素的可及性、木质素对纤维素酶的非生产性吸附和溶解的木质素或类木质素结构(木质素衍生的酚类分子)对纤维素酶的抑制作用。但是近几年的研究表明,在酶水解体系中加入适量的水溶性木质素可有效促进含木质素底物中纤维素的酶水解。笔者总结了近年来水溶性木质素对木质纤维素生物质酶水解的研究进展,从纤维素酶-木质素相互作用的角度探讨了水溶性木质素对纤维素酶水解的促进作用,提出了水溶性木质素与纤维素酶之间的作用机理,即水溶性木质素与底物木质素对纤维素酶存在竞争吸附,水溶性木质素与纤维素酶的吸附域结合形成木质素-纤维素酶复合物,可有效减少底物木质素对纤维素酶的非生产性吸附,从而提高木质纤维素生物质的酶水解转化效率。     

基于林木生理过程的3-PG模型在林业中的相关研究进展

基于森林生长过程的模型是辅助森林管理的有力工具,其包含描述森林生理、生态和物理过程的组件,基于这一过程的3-PG模型用于研究林木生长过程中考虑树种的生理特性,并结合立地条件、气候条件以及经营管理等措施,预测在各种变化条件下的森林生长情况。文中通过对3-PG模型参数及参数敏感性的分析来表述3-PG模型研究现状,概述了3-PG模型在林业中的应用研究进展,认为其将很好地解决大区域尺度下的森林动态生长变化问题,并对该模型的发展进行了展望。     

基于森林资源二类调查数据的思茅松人工林经验收获表的编制

以云南省澜沧县2016年森林资源二类调查的994个思茅松人工纯林小班数据为研究对象,选用4种生长方程和1种线性回归方程拟合思茅松人工林林木生长过程,利用SPSS19.0和EXCEL2016对5种预选生长模型进行拟合,基于相关指数最大、残差平方和最小的原理,确定了林分平均树高、平均胸径和单位蓄积的最佳生长模型,模型预估精度高达95%以上,对数据T检验结果,其残差均在95%的置信区间。根据拟合的林分平均树高、平均胸径和单位蓄积生长模型及相关公式编制了澜沧县思茅松人工林经验收获表。     

典型岩溶湿地流域生态脆弱性演变及突变特征

以典型发育的岩溶地貌—普者黑流域为研究区,利用遥感和地理信息技术,基于层次分析法和生态脆弱性综合评价方法,对2006—2015年普者黑岩溶湿地流域生态脆弱性进行分析,在此基础上对10年间的生态脆弱性时空演变过程及突变特征进行评价。结果表明:2006—2015年普者黑岩溶湿地流域生态脆弱性综合指数逐渐减小,生态脆弱性等级综合表现为中度脆弱;流域生态脆弱性时空分布格局较为散乱,极度脆弱区由普者黑流域下游向上游转移。2006—2015年普者黑流域生态环境熵值发生了多次突变,第2阶段(2009—2012年)的突变特征值>第1阶段(2006—2008年)突变特征值>第3阶段(2013—2015年)突变特征值。自然因素和社会经济因素的叠加作用是研究区生态脆弱性变化的原因,而土地利用类型、景观格局、污染净化和经济发展等为主要驱动因素。     

基于北京市调查数据的田园式养老基地适老性规划研究

基于田园式养老的概念特征进行问卷设计,选取北京市老年人进行田园式养老需求问卷调查,运用Logistic回归分析研究55~60岁和60岁以上2个年龄段老年人对田园式养老基地适老性规划影响的个体、社会、认知选择、需求因素。结果表明:55~60岁初老期并具有较高收入和文化程度的老年人对田园式养老需求度较高,其更注重内部的功能服务,步行休息距离多为1000m以上;60岁以上老年人对经济因素有不可预期的问题,其更愿意长期居住,对居住环境的交通、文化学习功能和500m的步行休息距离有较高需求。基于分析结果,本文从规划模式选择、养老居住建筑、功能空间、道路交通4方面提出规划建议。     

世界箣竹属栽培品种研究(Ⅰ)

竹亚科（Bambusoideae）箣竹属（Bambusa Retz.corr.Schreber）是丛生竹类植物中环境适应性较强、分布范围较广、也是物种多样性较为丰富的一个类群。由于其历史上与分布区居民的生产和生活关系密切,经济、生态和社会价值均十分突出,一直被广泛栽培和应用,不仅拥有种类繁多的物种类群,而且拥有数量可观的栽培品种。全世界的箣竹属植物约100余种,主要分布在亚洲、非洲的热带和亚热带地区。中国连同引种在内已知有71种之多,主产华南和西南地区。依据国际上业已公布的权威资料和《国际栽培植物命名法规》的规则和要求,经系统整理,目前全世界可认定为箣竹属栽培品种的竹类植物有57个,分属于14个不同竹种。此外,还有22个栽培品种暂时无法确认,有待进一步考证。     

世界单竹属栽培品种研究

竹亚科(Bambusoideae)单竹属(Lingnania McClure)是竹类植物中的一个特殊类群,由于其节间较长,特别适于劈蔑编制生产和生活用品,历史上一直都是其分布区居民不可或缺的生产和生活资料,被广泛栽培和应用。单竹属植物种类较少,全世界近20种,中国产14种,主要分布于华中及华南部分省区。越南有少量分布。为适应国际竹类栽培品种登录工作的需要,依据《国际栽培植物命名法规(ICNCP)》的规则和要求,经系统整理,已确认单竹属传统栽培品种4个,新登录栽培品种1个,再加上2个原栽培品种,共计7个栽培品种,分属于2个不同竹种。现将这些栽培品种及其相关信息整理,以便查阅和参考。     

湿生竹新品种‘滇优1号’

‘滇优1号’属于竹亚科Bambusoideae玉山竹属Yushania Keng f.的湿地玉山竹Yushania uliginosa Yi et J. Y. Shi。因湿地玉山竹具有独特的耐湿、耐寒特性,曾于2004年、2008年先后2次从云南大理白族自治州云龙县海拔2 500 m处,小规模引种到海拔2 000 m的昆明金殿公园种植,其后曾经历数次淹没和浸泡,但依然生长良好。2015年5月,鉴于该竹的特殊价值,又在昆明呈贡滇池国际登录园苗圃继续扩大种植,规模达到4 000多株。经专家实地考察,发现该湿地玉山竹人工居群的各项特征与野生居群基本一致,除适应较低海拔的不同环境外,其竹丛明显矮小、叶片更纤细、节间更短、笋色更偏绿,但总体长势良好,各项特征表现稳定,因此确认为野生竹人工引种培育成功的一个栽培新品种,并定名为‘滇优1号’,学名为Yushania uliginosa ‘Dianyou 1’。     

巨龙竹育苗关键技术

巨龙竹是我国特有的珍稀竹种,也是世界上已知的最高大竹种,具有很高的经济和生态价值。目前,由于巨龙竹的资源培育缺乏系统、科学、规范、统一的技术指导,使得育苗技术水平和苗木质量参差不齐,严重影响了巨龙竹资源的发展与利用。为规范巨龙竹的育苗方法,提高苗木质量和产量,文章基于多年的研究与实践,总结了一套系统的巨龙竹育苗技术规程,包括圃地选择、育苗和苗木出圃等内容,以指导巨龙竹的育苗生产。     

云南省红河州竹类资源及其产业发展策略

文章介绍了云南省红河州竹类资源的基本情况,从竹类资源的特征、民族文化背景、栽种培育与利用现状等方面,分析阐述了制约竹产业发展的因素,结合当前社会经济环境、产业现状及特点,提出了红河州竹产业发展的策略建议。