玉米芯蒸汽爆破处理的研究及响应曲面法优化

通过响应曲面法,研究了不同汽爆压力和维压时间对玉米芯半纤维素、纤维素和木质素降解率的影响,建立了降解率对汽爆压力和维压时间的3个模型方程。借助模型方程及SAS9.0统计软件,得到纤维素基本不降解的区域:汽爆压力1.946MPa,维压时间155.7 s;并找到了在该范围内,半纤维素具有最大降解率的工艺条件:汽爆压力1.6MPa,维压时间113 s。该工艺条件下,半纤维素降解率达44.8%,总糖产率42.3%,还原糖产率9.5%,木聚糖产率39.4%,木聚糖平均聚合度4.5,单糖总产率1.9%(主要为木糖),木质素降解率18.7%,所得实验结果与模型预测非常吻合,表明所建模型合理有效。     

响应面优化酶解木质素酚化工艺研究

利用响应面法分析碱性条件下木质素酚化工艺中,木质素取代量、酚化时间、酚化温度、催化剂用量对响应值酚羟基含量的影响,以及各因素之间的交互作用,在给定的条件范围内,建立了各因素与响应值之间的数学模型,优化得到木质素酚化的理想工艺:木质素取代量达到63%,酚化温度为109℃,酚化时间为1.4h,催化剂用量为苯酚用量的3.4g。在此条件下,其酚羟基含量可达4.498mmol/g。分析等高线图及响应曲面图详细描述了各个因素之间的交互关系,得出各个因素的影响主次顺序为酚化温度>酚化时间>催化剂用量>木质素取代率;各因素交互作用中,酚化温度与酚化时间的交互作用对酚羟基含量影响最显著。     

选择性控制酶水解玉米芯木聚糖制备低聚木糖

对采用选择性控制木聚糖酶水解条件制备低聚木糖进行了研究，并同时探讨了以两种木聚糖形式——干粉和湿浆为原料造成的酶解结果差异及其原因。结果表明，目前较适宜的低聚木糖制备工艺为：以木聚糖湿浆为底物，底物质量浓度20～40g／L，酶用量1％（体积分数，下同），pH值4、8，温度50℃，酶解时间4h。造成干粉与湿浆酶解制备低聚糖结果差异的原因，可能是由于这两种底物自身结构特性的差异导致了底物可及度，以及酶与底物吸附作用的不同。结果显示当以干粉为底物，酶用量10％，酶解时间12h，低聚木糖得率最高可达40％（质量分数）左右，而以湿浆为底物，达到同样低聚糖得率的酶用量和酶解时间分别仅需1％和4h。     

选择性控制酶水解玉米芯木聚糖制备低聚木糖

对采用选择性控制木聚糖酶水解条件制备低聚木糖进行了研究,并同时探讨了以两种木聚糖形式--干粉和湿浆为原料造成的酶解结果差异及其原因.结果表明,目前较适宜的低聚木糖制备工艺为以木聚糖湿浆为底物,底物质量浓度20～40g/L,酶用量1%(体积分数,下同),pH值4.8,温度50℃,酶解时间4 h.造成干粉与湿浆酶解制备低聚糖结果差异的原因,可能是由于这两种底物自身结构特性的差异导致了底物可及度,以及酶与底物吸附作用的不同.结果显示当以干粉为底物,酶用量10%,酶解时间12 h,低聚木糖得率最高可达40%(质量分数)左右,而以湿浆为底物,达到同样低聚糖得率的酶用量和酶解时间分别仅需1%和4 h.     

响应面法优化芽孢杆菌产脂肪酶发酵条件

通过单因素试验、Plackett-Burrman设计及响应面法对芽孢杆菌T3—4的产脂肪酶条件进行优化。确定最适C、N源分别为麦芽糖、蛋白胨+硫酸铵,碳氮比为1∶3。其最适产酶条件为:七水硫酸镁0.05%,蓖麻油1.5%,蛋白胨0.75%,磷酸氢二钾0.1%,麦芽糖0.5%,硫酸铵0.3%,pH值6.5,接种量10%。在此条件下,发酵脂肪酶活力可达805.836 U/mL。     

利用汽爆玉米芯酶解液发酵生产类胡萝卜素的研究

研究了汽爆玉米芯酶水解及酶解液发酵生产类胡萝卜素.对影响酶解各因素考察表明:在最适酶解条件下,即温度50℃、pH值4.8、底物质量浓度50 g/L、加酶量48 FPU/g、酶解时间60 h,还原糖质量浓度达34.85 g/L.利用均匀设计对发酵条件进行了优化,最优发酵条件为:装液量23.91 mL,pH值4.85,接种...     

应用响应面法酶解鲫鱼蛋白的研究

试验主要以水解度为指标,综合考虑加酶量、底物浓度、温度以及pH值对影响因素,通过响应面法筛选碱性蛋白酶水解鲫鱼蛋白最佳工艺条件。试验结果表明加酶量(E/S)为1.5%、底物浓度为1%、温度45℃、pH值为9.5。水解度为12.31%。     

响应面法优化醋栗多糖制备工艺研究

多糖是醋栗果实中具有重要生理功能的活性成分。以醋栗果实为原料,以醋栗多糖得率为指标,采用响应面法优化醋栗多糖的制备工艺。结果表明,在4种影响因素中,提取温度与提取时间的交互作用对醋栗多糖得率的影响最为显著;提取时间44min,超声功率100W,提取温度57℃,水料比为29∶1,在该条件下醋栗多糖得率为15.79%。该结果为醋栗果实多糖提取工艺研究及功能性成分的开发提供一定的理论基础。     

低浓度乙酸预处理玉米芯的工艺研究

以脱除木质素,降解半纤维素为木糖,提高纤维素酶解得率为目的,研究了低浓度乙酸预处理玉米芯的效果,考察了乙酸质量分数、预处理温度和时间对预处理的影响。研究结果表明:质量分数5%乙酸预处理玉米芯可以脱除大部分的半纤维素和少部分木质素,预处理后的玉米芯具有较好的水解效果。低浓度乙酸预处理玉米芯最优条件为:预处理温度160℃,保温时间60 min,乙酸质量分数5%,固液比1∶8(g∶mL)。在此条件下,玉米芯固体渣回收率为53.75%,固体渣中纤维素保留率93.17%,半纤维素脱除率87.36%,木质素脱除率25.04%,预处理液中木糖质量浓度15.56 g/L。预处理后的玉米芯固体经72 h酶解,酶解得率为92.69%。     

碱预处理玉米芯生物转化L-乳酸

玉米芯经碱预处理后,采用米根霉对其发酵制备L-乳酸,同时考察分步糖化发酵(SHF)和同步糖化发酵(SSF)两种工艺。实验结果表明,水洗碱预处理玉米芯酶水解性能优于未水洗碱预处理玉米芯,水洗过程可显著提高米根霉发酵性能。分步糖化发酵工艺下,米根霉于40℃下发酵48 h,可将含有31.84 g/L葡萄糖、6.38 g/L木糖的酶解液转化为14.65 g/L的L-乳酸,L-乳酸得率为0.29 g/g(以绝干物料计,下同);同步糖化发酵工艺下,米根霉40℃发酵36 h将底物质量浓度为50 g/L的水洗碱预处理玉米芯高效转化为L-乳酸,L-乳酸得率为0.44 g/g。     

阴离子交换树脂对玉米秸秆蒸汽爆破预处理液的选择性脱毒

分别以糖-酸-醛模拟液和玉米秸秆蒸汽爆破预处理液为实验材料,比较了4种典型的阴离子交换树脂的选择性交换吸附脱毒性能,从中筛选出大孔型苯乙烯系阴离子交换树脂D301。D301树脂可以选择性地吸附脱除模拟液大部分酸类和呋喃醛类抑制物,但几乎不吸附糖类。其中,酸类的交换吸附符合Freundlich多分子层等温吸附特征,而糖类和呋喃醛类符合Langmuir单分子层吸附特征。在玉米秸秆蒸汽爆破预处理液中,D301树脂仍然保持对酸和呋喃醛类抑制物的选择性交换吸附性能,但是受未知成分杂质的复杂交换作用的影响和干扰,它对酸类和糠醛类抑制物的总脱除率由70.2%显著下降至44.5%,降幅达36.6%;而对单糖类的吸附率由1.2%大幅急剧提高至25.5%～37.9%,增幅达20～31倍;低聚木糖和低聚葡萄糖的吸附率分别达到13.7%和10.6%。采用减压蒸发浓缩与树脂吸附相结合联合脱毒方法可脱除69.1%和94.4%的酸类和醛类,脱除75.4%色素类和33.9%木质素分解物质,同时造成糖类损失16.3%。联合脱毒方法可以有效提高玉米秸秆蒸汽爆破预处理液的发酵生产性能,但是距离工业化发酵生产水平的差距仍然较大,仍需要针对木质纤维原料预处理体系的脱毒技术开展更加广泛和深入的研究工作。     

响应面法优化生产1,3-丙二醇的克雷伯氏菌突变体发酵条件

为了提高克雷伯氏菌突变体Kp-M2生产1,3-丙二醇的能力,通过响应面法优化该菌株的发酵条件.通过Plackett-Burman方法筛选出影响1,3-丙二醇生物转化的重要发酵条件是初始甘油浓度、初始pH值和接种时间.在经过最陡爬坡实验确定中心点后,上述3个重要参数经Box-Behnken设计进行优化实验.实验结果表明,当甘油质量浓度为57 g/L,pH值为7.3,接种时间为10 h时,1,3-丙二醇的理论最大值为21.6 g/L.摇瓶验证实验1,3-丙二醇质量浓度为20.7 g/L,比未优化条件下的提高30％.在上述优化条件下的间歇发酵和批式流加发酵结果表明,1,3-丙二醇质量浓度分别为29.5和92.0 g/L,均高于对照的19.9和76.7 g/L.上述结果表明,响应面法可以有效地用于优化发酵条件,从而提高1,3-丙二醇产率.     

响应面法优化闪式提取茶叶中儿茶素类物质的工艺研究

以儿茶素得率为指标,在单因素试验的基础上,选取乙醇体积分数、液料比、提取时间3因素进行Box-Benhnken中心组合试验和响应面分析以探讨闪式提取茶叶中儿茶素类物质的工艺.结果表明,乙醇体积分数65%,液料比20:1(mL:g),提取时间87 s为较佳工艺,在此工艺条件下,儿茶素得率为12.33%,与预测值的相对误差...     

响应面法优化黄粉虫幼虫油脂提取工艺

以黄粉虫幼虫为原料,石油醚作溶剂提取其油脂,并利用响应面分析法对在单因素试验基础上选取的提取温度、提取时间和提取料液比3个主要影响因素进行提取工艺优化,得出黄粉虫幼虫油脂提取的最佳工艺条件为:提取温度87.9℃、提取时间10.1 h、提取料液比2:50,在此提取条件下油脂的实际提取率可达31.51%,比单因素试验最高提取率高出2.34%.利用响应面分析法可优化黄粉虫幼虫油脂提取工艺,得到理论最佳提取条件,验证结果表明该方法科学、高效.     

响应面法优化杨木单板的染色工艺

采用酸性染料对速生杨木单板染色,考察染液质量分数、染色时间和染色温度对单板色差值的影响.采用响应面法(RSM)建立二次回归模型,并对染色工艺进行优化.结果表明:在染液质量分数0.52%、染色时间4.2 h、染色温度72 ℃时,能够获得比较理想的染色效果,杨木单板的色差值为62.54 NBS.     

响应面法优化辣木叶总黄酮超声波辅助提取工艺

采用超声波辅助提取辣木叶总黄酮,并利用响应面法对提取工艺参数进行优化。首先通过单因素试验分别考察超声波提取的料液比、提取时间、提取温度和提取功率对辣木叶总黄酮提取率的影响,确定各因素的适宜水平;在此基础上进行四因素三水平的Box-Behnken中心组合设计法设计响应面试验,分析不同因素、不同水平对辣木叶总黄酮得率的影响。超声辅助提取辣木叶总黄酮的最佳提取工艺条件为:料液比1∶35(g/m L)、提取时间40 min、提取温度52℃、功率210 W,在此条件下辣木叶总黄酮提取率的预测值为5.082%,验证试验所得总黄酮含量为5.17%,所得回归模型拟合情况良好。     

响应面法优选红皮云杉针叶中莽草酸的匀浆提取工艺

利用响应面分析法（Response Surface Methodology）对红皮云杉中提取莽草酸的工艺进行优化。在单因素实验基础上选取实验因素与水平,根据中心组合（Box-Benhnken）实验设计原理采用3因素3水平的响应面分析法,根据回归分析确定各工艺条件的影响因子,以莽草酸的得率和纯度为响应值作响应面。在分析各因素的显著性和交互作用后,得出红皮云杉中莽草酸匀浆提取的最佳工艺条件为：提取温度为40℃,提取时间为3 min,提取料液比为1∶10.3。在最佳条件下,莽草酸的得率可达0.84%,莽草酸的实际纯度可达6.15%。     

利用玉米芯同步糖化发酵产2,3-丁二醇的研究

以玉米芯为原料,采用同步糖化发酵(SSF)工艺,将玉米芯酶水解及2,3-丁二醇发酵耦合在一起同步进行.通过对SSF主要工艺参数的研究,确立了适宜的工艺条件为:纤维素酶添加量25 FPIU/g(以底物计,下同),纤维二糖酶添加量15 IU/g,木聚糖酶添加量300 IU/g,底物质量浓度100～120 g/L,pH值6.0,36℃.底物质量浓度为120 g/L时,SSF周期36 h,2,3-丁二醇质量浓度可达46.02g/L,产率为1.28 g/(L·h),转化率为0.424g/g(以纤维素及半纤维素为参照).