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。     

NaOH对类芬顿预处理的玉米秸秆酶解性能影响

【目的】探究NaOH对类芬顿预处理(heterogeneous Fenton pretreatment, HFP)的玉米秸秆酶解效果影响及高效酶解的机制。【方法】在HFP体系(0.16 g·L^-1 FeOCl, 0.8 mol·L^-1 H₂O₂,6 h)对玉米秸秆预处理的前期进行NaOH前处理,以酶解后还原糖产率为指标,考察NaOH浓度和反应温度对NaOH-HFP体系的影响。对比未处理玉米秸秆和3种不同预处理体系(HFP体系、NaOH预处理体系和NaOH-HFP体系)处理后玉米秸秆的理化表征(成分分析和结构表征)。【结果】当NaOH浓度0.1 mol·L^-1,反应温度75℃时,经NaOH-HFP体系预处理玉米秸秆酶解后还原糖产率为92.5%,分别比NaOH预处理体系及HFP体系提高了31.0%和181.2%。成分分析结果表明,NaOH-HFP体系能够去除部分半维素和木质素。扫描电子显微镜、X-射线衍射、固态核磁和比表面积和孔隙率分析表征结果表明,预处理没有造成底物表面化学结构显...     

超声波预处理玉米秸秆的条件优化

为加速纤维素酶对玉米秸秆的分解效率,采用超声波预处理玉米秸秆。研究超声波处理时间、功率、温度等因素对处理效果的影响,通过Box-Behnken中心组合试验设计优化超声波预处理玉米秸秆的条件。结果表明,超声波预处理玉米秸秆的最优条件为:料液体积比为1∶30,超声时间10min,温度45℃,功率140W。用纤维素酶酶解在优化条件下超声处理的玉米秸秆,酶解效果较好。     

超微粉碎预处理对玉米秸秆酶解效果的影响

为了研究超微粉碎预处理对玉米秸秆酶解效果的影响,选取0 h、0.5 h、1.0 h、1.5 h、2.0 h共5个预处理时间对玉米秸秆进行短时间超微粉碎预处理及酶解试验。结果表明超微粉碎能有效减小秸秆粉体平均粒径,颗粒向微细化发展。在0～2 h内,预处理时间越长,酶解后总还原糖和葡萄糖等各种糖产量及葡萄糖收率均越高,固体回收率越低。超微粉碎2 h的样品(BM2.0 h)酶解还原糖产量和葡萄糖产量分别是秸秆原样直接酶解的3.96倍、3.89倍。BM2.0 h酶解后葡萄糖收率高达98.57%。综合分析可以看出,短时间超微粉碎预处理可促进秸秆降解为还原糖,提高酶解效率。     

秸秆预处理对纤维素酶水解效果的影响

采用高温高压、稀酸、稀碱和液氨4种方法对玉米秸秆进行预处理,提高了纤维素酶对秸秆纤维的可及度.结果表明,稀碱预处理的效果较好,通过正交试验,确定了稀碱预处理的最适条件为1%NaOH、15℃、固液比1∶20条件下预处理72 h,秸秆纤维素的酶解率达到73.5%,半纤维素损失率为33.1%.     

秸秆纤维素酶解与酵母生产工艺的研究简报

在含有苯甲酸钠（防腐剂）综纤维解糖液中，接种抗苯甲酸钠热带假丝酵母Ct-Au8突变菌株，在非灭菌条件下进行通风流加糖液生产酵经平，获得对糖产率达71％的纯酵母粉，采用综纤维酶解－酵母合成同步发酵工艺，纤维素降解率为87．9％，产物得率为49．6％，产物中含酵母细胞108．43％亿／克，蛋白质含量41．32％，粗纤维17．28％，产物对新鲜玉米秸的产率为24．8％。     

玉米秸秆蒸汽爆破预处理酶解制糖的研究

采用蒸汽爆破法对玉米秸秆进行预处理,比较了直接汽爆与酸法汽爆的固形物得率并通过酶解试验检验两者的爆破效果。实验表明酸法汽爆总固形物损失率为27.98%,直接汽爆法总固形物损失率为37.0%;酸法汽爆固形物酶解72h后,酶解率为77.0%,而直接汽爆法为68.3%。     

秸秆类生物质预处理技术的研究进展

秸秆类生物质是一种廉价、可持续、丰富的可再生原料,其高值化利用是当今世界的研究热点,其预处理过程是生物质向糖类、生物燃料等附加值产品转化的关键步骤。对近年来秸秆类生物质预处理技术进行了综述,介绍了物理法、化学法以及生物法等预处理方法,为有效分离半纤维素、纤维素和木质素提供参考,并总结了各种预处理方法的优缺点,对未来预处理的研究方向进行了展望。     

玉米秸秆碱性预处理技术研究进展

厌氧发酵生产沼气、酶解糖化生产乙醇等生物转化技术是利用农作物秸秆的有效方法.但由于玉米秸秆本身具备的紧凑木质纤维素结构使其对酶水解具有较强的抗性,导致其生物转化和可利用价值降低.因此为了提高玉米秸秆的生物利用价值,必须要对玉米秸秆进行预处理,破坏其原有结构.在各种预处理方法中,碱性试剂预处理方法因其工艺相对简单,已成为...     

玉米秸秆纤维降解的预处理工艺条件筛选

为解决玉米秸秆在发酵中难降解的问题,以玉米秸秆为试验原料,通过物理-化学、物理-生物和物理-化学-生物3种方法对秸秆进行预处理,考察秸秆中纤维素、半纤维素、木质素含量,探讨各种预处理方法对玉米秸秆的降解效果。结果表明:添加10%NaOH溶液后加入绿秸灵的处理方式秸秆半纤维素的降解效果较好,降解率为32.98%;添加混合菌的处理方式秸秆纤维素的降解效果较好,降解率为51.46%;添加8%NaOH溶液后加入绿秸灵和添加10%NaOH溶液后加入绿色木霉的处理方式秸秆木质素的降解效果较好,降解率为39.28%。3种预处理方法对玉米秸秆中半纤维素、纤维素有显著影响,对木质素的降解影响不显著。3种预处理方法对玉米秸秆中不同组分降解率的影响大小顺序为:纤维素、半纤维素、木质素。     

水热-乙醇提取处理玉米秸秆促进酶解效率

针对水热预处理不能明显移除木质素、木质素在较高温条件下从细胞壁中分解游离并重新聚合的特点, 采用水热-乙醇提取处理玉米秸秆, 与水热预处理的效果进行了对比, 并对乙醇过程进行了优化。结果表明:水热-乙醇提取能够移除部分木质素, 提高预处理后固体中纤维素含量以及纤维素的酶解效率, 水热-乙醇提取后秸秆的木质素移除率随水热预处理温度的增加而增大。乙醇提取的较优工艺条件是液固比25、室温、120 r·min^-1,提取10 h.经210 ℃、20 min预处理的秸秆再经乙醇提取后, 酸不溶木质素含量由30.5%下降为18.2%,纤维素含量由62.2%提高到73.6%,酶解率为93.2%(15 FPU·g^-1纤维素),酶解时间由48 h缩短至24 h.     

酸-超声波预处理及糖化水解稻草研究

采用室内实验方法,研究了酸-超声联合预处理稻草对其化学组成以及糖化效果的影响,并与传统酸预处理法的效果进行了对比.结果表明,与未经处理的稻草相比,经酸-超声波处理的稻草其半纤维素、木质素含量最高分别减少了64.46%、62.19%,纤维素含量最高则上升了73.20%,而酸处理的稻草相应数值只能达到56.72%、59.90%及53.41%.同时分别对两种方法的稻草糖化的工艺条件通过正交试验进行了优化,得出两种方法的稻草最佳糖化条件均为:pH值为4.8,温度为45℃,酶浓度为20mg·g-1.在该条件下,对于酸-超声波预处理稻草,在糖化108 h以后还原糖浓度稳定并达到最大值26.4 g·L-1而对于酸预处理稻草,在糖化120h以后还原糖浓度才稳定并达到最大值26.2 g·L-1,且前者能比后者产生更多的葡萄糖以及更少的木糖,更有利于提高后续酒精发酵的效率.     

玉米秸秆预处理后的酶水解及丁醇发酵

[目的]寻求玉米秸秆预处理后的最佳酶解工艺条件。[方法]采用碱浸泡法和氨水浸泡法对玉米秸秆进行预处理,考察预处理方法以及温度、酶用量、pH值、底物浓度等因素对玉米秸秆酶水解的影响,得出最佳酶解条件,并利用最佳条件下的水解液进行丁醇发酵。[结果]碱法预处理玉米秸秆能有效地提高酶的水解效率。玉米秸秆经过预处理后的最佳酶水解工艺条件为：pH值4．5～5．0,温度50℃,底物浓度3．33％,酶用量950U／g秸秆。利用秸秆水解液进行丁醇发酵后,溶剂（丁醇、丙酮、乙醇）的产率比值为10．O：1．5：1．0,与传统发酵（6：3：1）相比,提高了丁醇所占的比值。[结论]该研究为以木质纤维素为原料进行新能源的开发和利用验提供试验依据。     

聚能式逆流脉冲超声预处理对玉米蛋白酶解的影响

为了研究聚能式逆流脉冲超声预处理对玉米蛋白酶解性能的改善,在单因素试验基础上,以水解度和酶解产物血管紧张素转换酶（angiotensin-I converting enzyme,ACE）抑制率为评价指标,进行正交设计优化试验,得到最优的超声预处理条件：超声工作频率40 kHz、液料初始温度30℃、超声处理时间15 min、单 位体积超声功率200 W/L、超声脉冲工作时间6 s和脉冲间歇时间3 s。玉米蛋白经最优超声工作条件预处理,其水解度和酶解产物的ACE抑制率分别达到24.22% 和70.97%,与未经超声预处理的玉米蛋白常规酶解相比较,分别提高了9.39%和11.08%。结果表明：超声预处理玉米蛋白,不仅促进其酶解,而且对其酶解产物 ACE抑制活性同样有显著提高的作用。     

酶磨法处理玉米秸秆的糖化发酵研究

将纤维素酶、木聚糖酶分别与湿磨相结合对玉米秸秆进行了预处理,对不同料液浓度的酶磨玉米秸秆进行了糖化发酵研究。试验结果表明:当经纤维素酶、木聚糖酶酶磨处理的玉米秸秆料液的酶解浓度均为6%时,还原糖收率最高,分别为37.2%和33.5%;对酶解后的料液进行酒精发酵,发现在酶解料液浓度为11%时,酒精浓度最高,分别为3.0%和2.8%。     

乙二醇预处理棉花秸秆糖化条件的优化

以乙二醇预处理的棉花秸秆为试验材料,以酶解时间、酶解温度、pH、底物质量浓度和纤维素酶浓度为试验因素,设计单因素试验、Box-Behnken试验,考察各因素对还原糖质量分数的影响,优化酶解糖化条件。结果表明,纤维素酶浓度和酶解时间对还原糖质量分数的影响极显著,二者的交互作用对还原糖质量分数有显著影响。还原糖质量分数与纤维素酶浓度、底物质量浓度、酶解时间之间的回归模型有统计学意义,各因素的影响主次顺序为纤维素酶浓度酶解时间底物质量浓度。酶解糖化优化条件为纤维素酶浓度90FPU/g、底物质量浓度47.2g/L、50℃、pH 4.8下糖化72h,还原糖质量分数高达486.9mg/g,显著高于原秸秆糖化效果(178.2mg/g)。     

玉米秸秆干发酵制取沼气的试验

采用绿秸灵、酵素菌、石灰水、速腐剂在相同的条件下对玉米秸秆进行预处理,预处理后的原料进行干发酵制取沼气。试验结果表明:经酵素菌预处理后的原料沼气产量最高(38960.7mL),其产气率为455.7mL·g-1,纤维素的降解效果最好,纤维素降解率为56.9%,其次为绿秸灵、速腐剂、石灰水。为玉米秸秆制取沼气技术应用于工程中提供了系统的理论依据。     

玉米秸秆中木质素、半纤维素和纤维素的组分分离研究

针对分离植物茎秆中的木质素、半纤维素和纤维素需高温和高压处理的苛刻条件以及所得组分纯度和回收率均较低的缺陷,采用乙醇和硝酸相结合的方法对玉米秸秆在常压下进行预处理,经稀碱溶液蒸煮及过氧化氢处理,实现高效分离和回收木质素、半纤维素和纤维素组分的目的。正交试验确定的最佳条件为：固液比1∶14、硝酸与乙醇体积比1∶2、76℃下反应3 h,原料的木质素脱除率达76.3%,木质素回收率为44.5%;预处理后的原料以4% NaOH为溶剂、固液比1∶40、95℃下蒸煮2.5 h,其半纤维素脱除率98.8%,半纤维素回收率达66.0%（滤液∶乙醇1∶0.8、pH 7、沉淀2 h）;粗纤维素以2.5%H2O2为溶剂、固液比1∶30、pH 11.5、（46±1）℃下处理6 h,其纤维素纯度99.28%,回收率59.7%。该方法具有工艺条件温和及绿色环保等优势,为玉米秸秆的分级利用提供了一条新的途径。     

不同玉米秸秆覆盖对农田土壤水热及马铃薯产量的影响

通过不同模式玉米秸秆覆盖种植马铃薯,探讨不同覆盖模式种植对土壤水热和马铃薯生长的影响,筛选出定西旱作农业区玉米秸秆覆盖马铃薯种植的最佳模式。结果表明,秸秆覆盖在马铃薯生长过程中对土壤表层的温度和水分调控明显,能够降低土壤温度、增加土壤水分,有利于马铃薯的生长;与传统露地种植相比较,秸秆覆盖栽培平均增产15.6%,马铃薯商品属性提高。