响应面优化玉米秸秆纤维素提取工艺

[目的]应用响应面法优化玉米秸秆纤维素的提取工艺。[方法]以玉米秸秆为原料,采用酸碱水浴提取玉米秸秆纤维素,通过单因素试验,分别考察不同的酸、液固比、浸提液pH和提取时间对玉米秸秆纤维素得率的影响,并应用响应面法分析液固比、浸提液pH和提取时间对响应值的影响,确定玉米秸秆纤维素的最佳提取工艺。[结果]由单因素试验和响应面试验得知,影响玉米秸秆纤维素得率的工艺因素依次为浸提液pH〉提取时间〉液固比。将由响应面法优化的工艺与实际操作相结合,最终确定的最佳提取工艺条件为：液固比20∶1 ml/g,浸提液pH 12,提取时间76 min。在此条件下玉米秸秆纤维素的得率为（55.25±0.15）%。[结论]该研究为玉米秸秆的深入研究及其在食品领域中工业化生产创造了一定的条件。     

玉米秸秆纤维素提取工艺优化

[目的]优化提取玉米秸秆纤维素的最佳工艺条件。[方法]采用氢氧化钠-醋酸-亚氯酸钠法提取玉米秸秆纤维素,并用硝酸乙醇法测定纤维素含量。利用单因素试验探讨原料用量、提取时间以及提取温度等因素对产品纤维素含量的影响,并利用正交试验优化工艺条件。[结果]提取玉米秸秆纤维素的最佳工艺条件为:提取过程中,搅拌速度为500 r/min;半纤维素脱除过程中,称取5 g秸秆粉末,NaOH溶液质量分数为9%,提取温度T_1为60℃,提取时间t_1为120 min,将产物洗涤烘干;木质素脱除过程中,取上述产物进行试验,亚氯酸钠用量为1.5 g,醋酸用量为10 m L,提取温度T_2为70℃,提取时间t_2为60 min,将产物洗涤烘干得到纤维素。在此最优工艺条件下,产品纤维素纯度平均可达81.45%,最高可达82.29%,而且经红外分析可发现半纤维素和木质素已基本被去除。[结论]该工艺研究可为玉米秸秆纤维素的批量生产提供理论指导。     

低温木质纤维素分解复合菌系PLC-8对玉米秸秆的分解特性

为提高东北寒区玉米秸秆的分解效率,突破低温的瓶颈,探讨了低温木质纤维素分解复合菌系PLC-8对玉米秸秆的分解效果及其微生物多样性.通过pH、玉米秸秆的减重、木质纤维素的含量、酶活性、有机酸含量等指标评价玉米秸秆的分解效果,采用变性凝胶电泳(DGGE)和高通量测序技术研究其微生物多样性.结果表明:pH先下降后回升至接近初...     

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。     

玉米秸秆主要成分及热值的测定与分析

分别对15个玉米杂交种和22个亲本自交系秸秆的主要成分(纤维素、半纤维素、木质素)和热值进行了测定,分析了秸秆主要成分与热值的关系。结果表明:(1)反映玉米秸秆能量的主要指标是纤维素、木质素;(2)同一材料的热值及纤维素、木质素含量从上部到下部逐渐增多,半纤维素含量逐渐减少;(3)纤维素、木质素含量与热值呈正相关,即玉米秸秆的纤维素、木质素含量越多,热值越高。     

玉米秸秆纤维素降解菌的分离及发酵条件优化

[目的]研究玉米秸秆纤维素降解茵的分离与产酶条件。[方法]从富含腐烂玉米秸秆的土壤中分离筛选到1株能降解纤维素的真菌C01,经形态观察和ITS序列分析,初步鉴定该菌种,并对该菌产酶条件进行优化。[结果]玉米秸秆纤维素降解真菌最佳接种种龄5d,培养液初始pH为5,接种量12％;培养时间5d的优化条件下,酶活力达1．76IU／ml。该菌株对玉米秸秆降解效果较好,优化条件下,7d降解率达66．8％。[结论]该研究可为提高玉米秸秆的利用率提供优质的菌种资源。     

玉米秸秆低温降解复合菌系的筛选

【目的】为加快北方高寒地区玉米秸秆降解速度,筛选低温条件下具有良好降解玉米秸秆的复合菌系。【方法】以富含纤维素的腐烂物为菌源,通过滤纸崩解初筛、酶活和秸秆降解率为指标复筛进行玉米秸秆降解菌系的筛选,并对其成分进行分析。【结果】从腐烂的树叶和高原锯末中筛选到两组玉米秸秆降解复合菌系1号和8号。1号和8号复合菌系在玉米秸秆培养基中,15℃培养15 d,玉米秸秆分解率分别达到30.21%和32.21%;1号复合菌系包含木霉和多种细菌,8号复合菌系含青霉和多种细菌;两组复合菌系优势细菌均为梭菌属和芽孢杆菌属菌种。【结论】筛选到的菌系在低温（15℃）实验室条件下能降解玉米秸秆,菌系主要组成是木霉、青霉、梭菌属（Clostridium sp.）、芽孢杆菌属（Bacillus sp.）和草螺菌属（Herbaspirillum sp.）的细菌。     

裂褶菌对玉米秸秆木质纤维素的降解作用

采用固体发酵工艺,通过测定玉米秸秆中木质纤维素的含量及发酵后玉米秸秆结构的变化,探究裂褶菌对玉米秸秆中木质纤维素的降解作用,并用气质联相色谱(GC/MS)对木质纤维素的降解产物进行分析。结果表明:裂褶菌可产生4种与木质纤维素降解相关的酶(纤维素酶、木聚糖酶、木素过氧化物酶和锰过氧化物酶),且在发酵48~72 h 4种酶活力均可达到最高值。扫描电镜、X射线衍射及傅里叶红外光谱结果显示,裂褶菌固体发酵对玉米秸秆表面结构、结晶度及基团均有显著影响。此外,GC/MS结果也证实,裂褶菌降解后的玉米秸秆产物中出现了小分子芳香族化合物、烃类、棕榈酸等产物。以上结果表明,裂褶菌对玉米秸秆木质纤维素具有较强的降解能力。     

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.     

蒸汽爆破和化学处理对玉米秸秆化学成分的影响

为提高玉米秸秆的利用效率,研究了不同预处理方式对玉米秸秆化学成分的影响,并探讨了玉米秸秆爆破处理的最优条件。结果表明,常规2.0%NaOH溶液浸泡处理能显著降低玉米秸秆中半纤维素和木质素的含量(P0.05),同时能显著提高纤维素的含量(P0.05)。玉米秸秆经2%H_2SO_4溶液预处理后再爆破,可使秸秆中纤维素、半纤维素、木质素含量大幅度降低(P0.05);在压力2.5 MPa下,保压200 s进行爆破处理,能使秸秆中纤维素、半纤维素、木质素含量分别比对照组减少26.44%、82.99%、35.12%(P0.05)。研究结果为玉米秸秆的深加工利用奠定了基础。