木质素降解酶对纤维素酶水解糖化的抑制作用

利用白腐真菌发酵制备的木质素降解酶粗酶液对玉米秸秆进行预处理,发现木质素降解酶对纤维素酶水解糖化有一定的抑制作用.粗过氧化物酶发酵液预处理后,还原糖得率降低了40.3％;纤维素酶水解微晶纤维素所得葡萄糖质量浓度降低了2.7％:粗漆酶发酵液预处理后,还原糖得率降低了3.8％,葡萄糖质量浓度降低了2.9％;混合酶发酵液预处...     

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。     

纤维素酶酶解草食性动物饲料中秸秆产糖的效果

[目的]研究纤维素酶对大豆秸秆、豆皮的最优水解条件和大豆秸秆的最佳预处理条件,为提高秸秆糖化效果及饲料转化率提供参考。[方法]以大豆秸秆、豆皮为材料,研究纤维素酶水解大豆秸秆的最适温度、pH值、底物浓度和大豆秸秆的最佳预处理条件。[结果]纤维素酶水解大豆秸秆的最适酶解温度为40℃,最适酶解pH值为6。在最适温度和pH值条件下酶的催化活性可维持9～10h。底物经表面活性剂吐温．20和吐温-80处理后可以将产糖量提高,在两种处理条件下,糖产量分别可提高28％（吐温-20）和38％（吐温-80）。经薄层层析,水解液中含有葡萄糖和麦芽糖两种成分。[结论]纤维素酶水解大豆秸秆、豆皮的最优条件为40℃、pH值6,并且表面活性剂吐温-20和吐温-80可不同程度地提高大豆秸秆产糖量。     

预处理对废纸纤维素酶水解的影响

为了促进废纸类生物质资源的回收利用,采用蒸汽爆破、NaClO2处理、NaClO2结合NaOH处理、NaOH处理和氨水浸泡这5种方法对废鞋盒碎片进行预处理,以改善废纸的纤维素酶水解。分析了预处理后废纸中木素和半纤维素含量、纤维的表面结构和结晶度的变化,并探讨了这些变化对纤维素酶水解效果的影响。结果表明:蒸汽爆破预处理对木素和半纤维素的去除效果最好,碱处理对半纤维素的去除效果不好。预处理使原料的表面变得粗糙,尤其是NaOH处理导致的变化最大。预处理后,原料的结晶度有升有降。酶解试验表明木素和半纤维素的含量、原料表面粗糙程度与纤维素酶水解速率之间均不存在明显的相关性。但是结晶度与纤维素酶水解速率关系明显,结晶度越低,酶水解速率越快。NaOH预处理的原料结晶度最低,纤维素酶水解率最高,为45.4%。     

磷酸-丙酮预处理对水稻秸秆酶解糖化的影响

为提高水稻秸秆木质纤维素的能源化利用效率,采用磷酸-丙酮对水稻秸秆进行预处理,研究预处理水稻秸秆粒径、固液比、温度、时间对纤维素酶水解糖化率的影响,并用扫描电镜分析预处理前后水稻秸秆结构的变化。结果表明,水稻秸秆预处理的适宜条件为:粒径≤380μm、固液比1∶8、温度80℃、处理时间为1.5 h,在此条件下预处理的水稻秸秆纤维素酶水解糖化率从未处理水稻秸秆的18.6%提高到预处理后的65.4%。SEM分析表明,经磷酸-丙酮预处理,水稻秸秆晶状结构遭到破坏,并崩解为碎片,从而使后续的纤维素酶水解糖化率显著提高。     

提高玉米秸秆纤维素酶解率的预处理研究

[目的]比较使用不同预处理方法对媒介纤维素水解率的影响.[方法]用稀酸法、稀碱法、亚钠法对玉米秸秆进行预处理,再用纤维素酶对玉米秸秆中纤维素进行水解.[结果]在50℃、pH为4.8、固液比为1:30、酶浓度为2.7g/L、反应时间为24h的条件下,可获得较理想的酶解率.经亚钠预处理后的玉米秸秆,纤维素含量上升最多,酶解率最高,亚钠预处理后的酶解率达到39.07;,是未经处理的秸秆酶解率(9.8;)的4倍.[结论]预处理破坏了玉米秸秆的纤维素结构.采用亚钠法-酶法结合工艺处理玉米秸秆进行纤维素酶解可显著提高酶解率.     

超声波协同WO_3/ZrO_2固体酸水解蔗渣工艺的优化

[目的]采用超声波预处理协同固体酸水解蔗渣制备还原糖。[方法]探讨了超声波预处理后水解温度、固体酸用量、水解时间、液固比对水解液中还原糖得率的影响。采用响应面法建立二次回归模型,并对水解工艺进行优化。[结果]当水解温度97.52℃、固体酸用量5.76%、反应时间3.10 h、液固比18∶1时,还原糖的得率可达75.65%,比在相同工艺条件下未经超声波处理的得率提高了21.91%。[结论]超声波预处理能够促进蔗渣的水解。     

碱性亚硫酸盐耦合低压蒸汽预处理慈竹及其纤维素酶解转化

慈竹作为一种富含纤维素、分布广泛的草类资源,是生产纤维素燃料乙醇的潜在原料。本文采用碱性亚硫酸盐法与低压蒸汽爆破相结合对慈竹原料进行预处理,在保留碳水化合物的同时能够有效脱除大量木质素进而提升后续的纤维素酶水解效率。通过正交试验确定最优工艺条件为反应温度140 ℃、亚硫酸盐用量40%、氢氧化钠用量15%。水解试验中加入质量分数5%的最优工艺条件预处理慈竹原料72 h,纤维素酶解生成葡萄糖得率达到88.54%。在此基础上将碱性亚硫酸盐与低压蒸汽爆破预处理相耦合,有效简化了预处理工艺并降低成本,可实现慈竹原料“一步法”高效预处理,纤维素保留率为89.25%,葡萄糖得率达87.25%。      

不同预处理方法对玉米秸秆酶解和乙醇发酵的影响

研究不同预处理方法对玉米秸秆酶解和乙醇发酵的影响。比较玉米秸秆经粉碎、汽爆和水热3种预处理后酶解液葡萄糖含量、酶解率、乙醇得率以及发酵液中抑制物乙酸、糠醛和羟甲基糠醛的含量,对不同预处理方法进行评价。结果表明:水热超细玉米秸秆能有效提高酶解率,在固液比2:10,酶解48h时,生成葡萄糖含量为60.6g.L-1,纤维素酶解率为63.13%,并且产生的乙酸、糠醛和羟甲基糠醛的含量很低;以此水解液发酵生产乙醇,乙醇含量为28.29g.L-1,乙醇得率为46.68%,为理论乙醇得率的91.5%。说明采用水热超细秸秆可有效提高纤维素酶解率和乙醇得率。     

微波预处理超声辅助酶解大豆秸秆条件优化

为提高油料作物秸秆酶解效率,对大豆秸秆进行微波预处理,然后进行超声辅助酶解.经扫描电镜分析,大豆秸秆的致密结构经微波预处理后,得以明显破坏,可以更利于被纤维素酶水解.采用正交实验对微波预处理条件进行优化,结果表明微波预处理大豆秸秆最优条件为:微波辐射功率400 W,辐射时间40 min,辐射温度60℃.经微波预处理、超声辅助酶解条件优化后,水解7 h酶解率达到11.06%,与常规条件酶解48 h的酶解率(11.77%)基本相当,酶解效率显著增加.     

超声波辅助碱性双氧水法提取甘蔗渣纤维素最优工艺探讨

【目的】探讨超声波对甘蔗渣纤维素提取工艺和纤维素含量的影响,并优化甘蔗渣纤维素处理工艺。【方法】以甘蔗渣为原料,通过对超声波辅助碱性双氧水法处理纤维素工艺的研究,确定超声波条件下甘蔗渣纤维素提取的最佳工艺条件,并用倒置显微镜研究超声波处理对甘蔗渣纤维形态结构的影响。【结果】最优工艺参数为：超声波处理时间70min、超声功率200W、反应温度80℃、0.7%H2O2和6%NaOH的混合溶液,甘蔗渣纤维素含量在87.54%以上;与无超声辅助相比,纤维素含量提高了8.69%。【结论】利用超声辅助碱性双氧水法预处理甘蔗渣,能够提高蔗渣纤维对试剂的可及度和反应性能,极大缩短反应时间,提高反应效率。     

超声波辅助碱性双氧水法提取甘蔗渣纤维素

【目的】探讨超声波对甘蔗渣纤维素提取工艺和纤维素含量的影响,并优化甘蔗渣纤维素处理工艺。【方法】以甘蔗渣为原料,通过对超声波辅助碱性双氧水法处理纤维素工艺的研究,确定超声波条件下甘蔗渣纤维素提取的最佳工艺条件,并用倒置显微镜研究超声波处理对甘蔗渣纤维形态结构的影响。【结果】最优工艺参数为：超声波处理时间70 min、超声功率200 W、反应温度80℃、0.7% H2O2和6% NaOH的混合溶液,甘蔗渣纤维素含量在87.54%以上;与无超声辅助相比,纤维素含量提高了8.69%。【结论】利用超声辅助碱性双氧水法预处理甘蔗渣,能够提高蔗渣纤维对试剂的可及度和反应性能,极大缩短反应时间,提高反应效率。     

离子液体对甘蔗渣的微波溶解工艺与性能研究

以甘蔗渣为原料,利用微波辅助加热方法,对其在离子液体中的溶解工艺和性能进行了研究。分析了微波功率、温度、甘蔗渣含量对溶解时间的影响,并确定最佳溶解工艺。采用红外、X射线衍射、热重分析等手段对溶解前后的甘蔗渣纤维素结构进行分析。结果表明:甘蔗渣纤维素在离子液体中的溶解属于直接溶解,纤维素经离子液体溶解和再生后,结晶度下降,晶型由纤维素Ⅰ型转变为纤维素Ⅱ型,并且其热分解温度降低,热稳定性略有下降。     

不同预处理提高棉花秸秆还原糖酶解效果的研究

为缓解饲草短缺的问题,采用硫酸处理、微波处理、蒸汽爆破处理等9种方法预处理棉花秸秆,软化棉花秸秆中的木质素,增强饲喂时的适口性,提高棉花秸秆的利用率。结果表明:蒸汽爆破处理棉花秸秆的损失量最大,为39.00%。纤维素含量除了蒸汽爆破处理较低,其它处理均高于对照。木质素含量,除氨化(16℃)与对照接近外,其它的处理均低于对照。对预处理的棉花秸秆分别添加筛选自牛粪一组纤维素降解复合系和绿色木霉进行酶解试验。酶解结果表明:微波处理、氨化处理(16℃)、碱+微波处理、双氧水处理、蒸汽爆破处理绿色木霉的活性强于纤维素复合酶,碱/微波处理、氨化处理(30℃)、碱处理、硫酸处理的预处理棉花秸秆进行酶解效果纤维素复合酶的作用优于绿色木霉的效果。微波处理、氨化处理、碱+微波处理、双氧水处理、硫酸预处理酶解的效果较好。碱+微波波处理失重率最高,达到19.32%、酶解率最高,达到32.20%;硫酸处理糖化率最高,达到18.20%、转化率最高,达到20.23%;碱+微波处理葡萄糖得率最高,达到1.013%。     

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。     

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。      

以草本植物为原料的稀酸预处理及发酵研究

研究了杂交狼尾草和沙打旺2种草本植物在3种不同预处理方法及双酶糖化条件下葡萄糖和乙醇得率,评价其能源性差别.切短为对照组,处理组分别为粉碎,粉碎+1.5%硫酸,1.5%硫酸.测定处理前后纤维素、半纤维素和木质素的含量并分析SEM纤维结构图,采用SSF发酵工艺.结果表明,纤维素的含量分升高了1.29%～7.32%,半纤维素和木质素的含量分别降低了4.10%～11.98%、1.56%～3.00%.SEM纤维结构图网状纹理变得清晰.在pH4.8缓冲液体系发酵过程中,葡萄糖浓度缓慢增加,而乙醇浓度呈先增加后降低趋势,发酵后72 h出现峰值.加入果胶酶试验组的乙醇浓度值与对照组比高出0.18%～0.63%(P≤0.05).除粉碎+1.5%硫酸处理外,其它预处理方法提高了杂交狼尾革和沙打旺的纤维素、半纤维素酶解率和发酵转化率,且1.5%硫酸处理组的效果最好,杂交狼尾草的能源性好于沙打旺.     

甘蔗渣碳源释放规律及其硫酸盐还原菌利用性试验

针对传统有机碳源使用费用高、易产生二次污染等问题,采用农业废弃物甘蔗渣作为碳源,开展甘蔗渣在不同pH、不同粒径、不同投加量条件下的单因素试验和在不同硫酸盐还原菌(SRB)投加量、不同甘蔗渣粒径及其不同投加量条件下的正交试验,研究碳源释放规律以及SRB利用甘蔗渣的最佳组合条件。结果表明,在pH值为7的体系、甘蔗渣粒径和投量分别为60目、3.5 g·100 mL~(-1)废水时,甘蔗渣中纤维素水解速率及葡萄糖水解速率均较慢,有利于还原糖的持续积累。在100 mL废水中,SRB投加量为71.2 mg、甘蔗渣粒径和投量分别为100目和4.5 g时,SO_4~(2-)去除效果最好、还原糖水解速率最小,为正交试验的最佳组合。在此组合条件下,甘蔗渣持续供给碳源96 h后,反应体系中SO_4~(2-)去除率和还原糖释放量仍分别高达75.23%、64.03 mg·g~(-1),氧化还原电位(ORP)低至-224 mV。     

不同生态型柳枝稷茎秆细胞壁组成特点与降解效率的差异

采用纤维素复合酶直接酶解(Direct enzymolysis,DE)、1% H2SO4预处理后酶解(Enzymolysis after 1% H2SO4 pretreatment,ACE)和1%NaOH预处理后酶解(Enzymolysis after 1% NaOH pretreatment,ALE)3种处理方法对2种生态型柳枝稷Alamo(低地型)和Cave-in-Rock(高地型)茎秆进行降解效率的研究,并对其细胞壁组成特点进行分析。结果表明:1)DE处理下,Alamo茎秆总产糖效率、六碳糖产糖效率和纤维素降解效率分别显著高于Cave-in-Rock 24.94%、40.52%和24.68%(P0.05或0.01);ACE处理下,Alamo茎秆预处理产糖效率、酶解产糖效率和总产糖效率分别显著高于Cave-in-Rock 17.13%、25.69%和16.87%,五碳糖产糖效率、六碳糖产糖效率和纤维素降解效率分别显著高于Cave-in-Rock 9.71%、38.93%和21.86%;ALE处理下,Alamo茎秆酶解产糖效率和总产糖效率分别显著高于Cave-in-Rock 16.69%和13.48%,五碳糖产糖效率、六碳糖产糖效率和纤维素降解效率分别显著高于Cave-in-Rock 13.07%、17.46%和6.59%;2)Alamo茎秆细胞壁中纤维素含量显著高于Cavein-Rock 11.31%,纤维素结晶度和聚合度分别显著低10.09%和40.54%;半纤维素中阿拉伯糖(Ara)含量显著高于Cave-in-Rock 5.28%,而木糖(Xyl)含量显著低于Cave-in-Rock 1.37%,阿拉伯糖替代程度(Ara/Xyl)显著高于Cave-in-Rock 6.74%;木质素单体紫丁香基(S)含量显著高于Cave-in-Rock 16.40%。较高的纤维素含量、较低的纤维素结晶度和聚合度是Alamo茎秆高产糖效率的直接原因,推测阿拉伯糖的替代程度对纤维素结晶度和聚合度的影响以及较高含量的木质素单体S可能是Alamo茎秆高降解效率的深层次原因。