分批添料半连续发酵制备纤维素酶

以淀粉水解液、纸浆为原料，分批添加底物制备纤维素酶，底物浓度为４０ｇ／Ｌ时，滤纸酶活力和纤维二糖酶活力分别达５１ＦＰＩＵ／ｍＬ和１５ＩＵ／ｍＬ，蛋白质浓度达２２９ｍｇ／ｍＬ；当底物浓度增加到７４ｇ／Ｌ时，滤纸酶活力几乎成正比例地提高到１４８ＦＰＩＵ／ｍＬ。以纸浆为原料分批添料产酶，添料速度以０３ｇ／ｄ较为适宜，底物浓度达７７ｇ／Ｌ时，滤纸酶活力达９９５ＦＰＩＵ／ｍＬ，酶产率和酶得率分别为３１８９ＦＰＩＵ／Ｌ·ｈ和１２９２ＦＰＩＵ／ｇ纤维素。通过分批添加底物，可实现在高浓度底物下制备纤维素酶而达到降低产酶成本的目的。     

啤酒麦糟纤维素酶水解的研究

以经过适当预处理后的啤酒麦糟作原料，采用里氏木霉产生的纤维素酶进行水解．其纤维素的水解反应可描述为：①前６小时内迅速水解；②６～２４小时内较慢水解；③２４小时后缓慢水解．在水解过程中，存在纤维二糖的积累．且以前６小时积累较多，纤维二糖的最高浓度可达７．５２ｇ／Ｌ．水解前期采取分批添料方法，可提高水解得率和底物浓度．并大大提高水解液中还原糖的浓度．     

酶法糖化玉米芯发酵生产乙醇的研究

研究了玉米芯的酶法水解及酶解液的乙醇发酵。采用里氏木霉ZU-02纤维素酶水解酸预处理后的玉米芯为原料,适宜的酶用量为20 FPIU(以每克底物计,下同),48 h后酶解得率为67.5%;添加黑曲霉ZU-07所产纤维二糖酶可有效解除纤维二糖累积引起的反馈抑制作用,当纤维二糖酶用量为6.5 CB IU时,48 h后酶解得率提高到83.9%。采用分批补料酶解工艺,使底物质量浓度提高到200 g/L,酶解60 h后还原糖质量浓度达到116.3 g/L,酶解得率为80.1%。利用一株耐高温酿酒酵母HTR-11在38℃下对酶解液进行乙醇发酵,质量浓度95.3 g/L的葡萄糖在18 h内发酵生成质量浓度为45.7 g/L的乙醇,其得率达到理论值的94%。     

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。     

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％.     

木聚糖酶水解制取低聚木糖的研究

比较了木聚糖酶和纤维素酶水解木聚糖制备低聚木糖的效果，并在10L酶解罐中研究了搅拌速率和酶解时间等因素对木聚糖酶水解的影响。优化了酶解工艺条件，当木聚糖质量浓度为30g/L，木聚糖酶体积用量为1%，搅拌速率180r/min时，酶解2h低聚糖得率可达35.2%。总糖得率为41.9%。产品酶解液中25.9%固形物是聚合度2-5的低聚木糖。     

预处理对啤酒麦糟酶水解的影响

提出了湿磨和稀硫酸预水解结合的啤酒麦糟酶解前预处理方法。湿磨压榨处理可以分离出麦中约５０％的蛋白质，并能提高麦糟纤维素酶解糖得率１４％左右。用０．７５％的硫酸，固液比１∶８至１∶１０预水解时１２１－１２５℃下最佳预水解时间为８０－１００ｍｉｎ，１５０℃下最佳预水解时间为１５－２０ｍｉｎ。在最佳预水解条件下，预水解糖得率为９５．０％，纤维素酶水解得率为７６．４％，多聚糖水解糖总得率为８８．９％。     

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%。     

辐照预处理水稻秸秆在高底物浓度下的酶解

研究了高剂量辐照对水稻秸秆聚糖组分的影响,探讨了采用分批补料提高辐照预处理水稻秸秆酶解体系底物浓度以获得高浓度糖的可行性。结果表明:水稻秸秆经高剂量辐照后其聚糖含量下降,水溶性总糖由0.7%增至13.4%;采用分批补料的方法,能使酶解体系最终底物质量分数达到40%,在32.8 FPU/g(以纤维素质量计)的酶添加量条件下,可获得酶解葡萄糖质量浓度达104.6 g/L,纤维素酶解转化率可达到77.1%。     

绿液预处理麦秆纤维素酶水解的研究

研究了绿液预处理对麦秆酶水解的影响.比较了不同绿液预处理条件下麦秆的浆得率、成分组成与纤维素酶解率,结果表明,预处理条件越剧烈,原料损失越大,而木质素脱除率越高,且在相同酶水解条件下,纤维素酶解率却越高,其中适宜的条件是预处理温度150℃,总碱量8％(Na2O计,对绝干原料)和硫化度40％,浆得率62.0％,葡聚糖、木聚糖和木质素质量分数50.0％、18.9％和16.2％,葡萄糖和木糖得率分别为74.2％和73.5％.考察了质量浓度和酶用量对绿液预处理麦秆酶水解的影响,优化了商品纤维素酶酶系结构和Tween-80的添加量,表明绿液预处理麦秆纤维素酶水解的适宜条件为质量浓度100 g/L,纤维素酶用量15 FPU/g(以纤维素计,下同),β-葡萄糖苷酶9 IU/g,木聚糖酶30 IU/g,Tween-800.05 g/g.在以上条件下,酶水解72 h,葡萄糖得率和木糖得率分别达到了82.5％和77.8％,是优化前的2.6和1.6倍.     

重组木聚糖酶生产低聚木糖的实验研究

研究了重组木聚糖酶C0602生产低聚木糖的制备工艺,考察了不同类型底物、底物浓度和酶用量对酶解效率和低聚木糖产率的影响.实验结果表明,低聚木糖生产原料以抽提木聚糖为宜.桦木木聚糖质量浓度30g/L,重组木聚糖酶用量20 IU/g条件下水解4 h,酶解率可达56.05%,低聚木糖产率(C2～C6)为29.76%,产品平均...     

蒸汽预处理玉米秸秆酶水解速率下降的因素分析

为评价导致纤维素酶水解速率下降的因素,以底物质量浓度为50 g/L葡聚糖及酶用量为20 FPIU/g滤纸酶活和10 IU/g β-葡萄糖苷酶活的蒸汽预处理玉米秸秆酶水解为研究对象,探讨了影响酶水解速率的潜在因素,包括物料反应性能、纤维素酶非特异性吸附、酶失活及终产物抑制。结果表明：酶用量40 FPIU/g条件下酶水解6 h及12 h后,蒸汽预处理玉米秸秆的物料反应性能分别下降了16.0%及23.7%,然而,在酶用量为20 FPIU/g时,物料反应性能的下降对酶水解速率的影响极其有限;酶解木质素的添加使得1 h酶解上清液中酶蛋白浓度降低了20.8%,但初始酶水解速率并未显著降低,即木质素对纤维素酶的非特异性吸附对酶水解速率影响不大;两段酶水解中纤维素酶的更新使得7h酶水解速率由一段酶水解中的1.30 g/(L·h)提高至1.83 g/(L·h);两段酶水解中终产物的去除则使得7 h酶水解速率提高至4.76 g/(L·h),是一段酶水解中7 h酶水解速率的3.66倍。综合而言,酶失活及终产物抑制对酶水解速率影响较大,其中终产物抑制是导致蒸汽预处理玉米秸秆酶水解速率降低的关键因素。     

碱性过氧化氢预处理糠醛渣超声波辅助酶解研究

以糠醛渣为原料进行碱性过氧化氢法预处理,采用超声波辅助酶解法,比较分析不同模式下的葡萄糖转化率及水解液残存酶活。研究结果表明:酶解2 h时辅以超声波是糖转化的最佳条件,超声波辅助酶解及分段加酶使糖产率由55.01%提高到73.35%。超声波的机械作用影响着酶的吸附与脱附,有利于其与底物的充分结合。不同超声波酶解模式对糖产率的影响较大,且U-C模式效果较好,使糖产率提高46.35%。同时,酶解前超声波可以使糖产率提高33.34%。可见,低能耗,低污染的碱性过氧化氢预处理糠醛渣超声波辅助酶解为工业化生产乙醇提供了良好的发展方向。     

蒸汽爆破玉米秸秆的分段酶水解

以蒸汽爆破预处理的玉米秸秆为原料,探讨了分段酶水解和超滤回用β-葡萄糖苷酶的工艺对水解效果的影响。结果显示:三段酶解过程中由于反应产物纤维二糖和葡萄糖的及时移除,使产物对纤维素酶的抑制作用大大降低,提高了纤维素酶水解得率和纤维二糖转化为葡萄糖的效率,并且缩短反应时间。与一段酶水解工艺相比,(6+6+12)h三段酶水解蒸汽爆破玉米秸秆使纤维素水解得率从62.83%提高到70.16%,并且水解时间从72 h减少到24 h。蒸汽爆破玉米秸秆由23%的结晶区和77%的无定形区组成,经纤维素酶(6+6+12)h三段水解后,水解残渣在衍射角2θ为16°和22°处的两个衍射峰变得更加突出,衍射强度有所增强。用截留分子质量为30 ku的超滤膜回收水解液中的β-葡萄糖苷酶并进行下一轮酶解,回用第一轮β-葡萄糖苷酶的回收率为98.87%,葡萄糖的得率为92.71%;回用至第八轮β-葡萄糖苷酶的回收率为95.25%,葡萄糖的得率为90.87%。     

酸催化的蒸汽爆破预处理强度对麦草酶水解影响的研究

以蒸汽爆破法对0.5 %的稀硫酸浸渍的麦草进行预处理,研究了不同处理强度对麦草浆得率、半纤维素回收率、纤维素回收率、纤维素酶水解得率产生的影响.实验结果表明,在蒸汽爆破预处理过程中,麦草纤维组分发生分离.随着处理强度的提高,粗浆得率降低,细浆得率上升,纤维素的降解程度和半纤维素的去除程度提高,酶水解得率相应提高.在处理强度为4.14的预处理条件下,半纤维素的水解程度最大,而细浆得率和纤维素的酶解得率最高,分别为62.0 %和73.4 %;最佳的处理强度为3.55,此条件下,汽爆麦草原料细浆中的葡萄糖得率和滤出液中总糖的得率最高,分别为20.0 %和13.0%.     

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%。     

Characterizations of poplar catkin fibers and their potential for enzymatic hydrolysis

This study focused on poplar (Populus tomentosa) catkin fiber as a new resource for bioethanol production via enzymatic hydrolysis. The poplar catkin fiber was found to have advantages of relatively high α-cellulose content (44.5%), and low lignin content (2.9%), which indicated the potential for facile enzymatic hydrolysis. The results indicated that the pretreatment improved the cellulose-to-glucose conversion yield (CGCY), the high concentration alkaline pretreatment resulted in highest CGCY (83.3%), followed by dewaxing (31.5%), dilute alkaline (29.8%), and dilute acid pretreatment (24.4%) after enzymatic hydrolysis with cellulase of 15 filter paper units per gram glucan, while the poplar catkin fiber only achieved 18.7% of CGCY by enzymatic hydrolysis after 48 h at 50 °C without any pretreatment.     

热解糖梭菌β-木糖苷酶的克隆表达及其水解木二糖的应用

对来源于Thermoanacrobacterium thermosaccharolyticum的糖苷水解酶39家族的β-木糖苷酶基因Tt-xyl39进行了重组表达和酶学性质的研究,为新型β-木糖苷酶的研发及应用奠定基础.通过比对T.thermosaccharolyticum 571的全基因组序列,从中克隆出一个新型β-...     

酶解法制备低相对分子质量胡芦巴半乳甘露聚糖及其产物的表征

以纤维素酶水解胡芦巴半乳甘露聚糖所得产物 1为原料;用普鲁兰酶水解产物1侧链的α -1,6糖苷键,以还原糖得率为指标,通过 L 9(34)正交试验优化了制备低相对分子质量胡芦巴半乳甘露聚糖(产物2)的工艺,并对产物进行了表征.试验结果表明,普鲁兰酶的最佳工艺条件为:酶用量为2000ASPU/g,酶解时间2h,pH值5.2,酶解温度60℃,此时还原糖得率为43.8%.用黏度法测得水解产物2的黏均相对分子质量( M V)为5.10×104.红外光谱结果表明,1595cm-1的-OH吸收峰和1402cm-1处C-H的变角振动吸收峰变强,由此说明胡芦巴半乳甘露聚糖的糖苷键断裂,羟基的数量增加.X射线衍射图谱结果表明,胡芦巴半乳甘露聚糖的结晶区只受轻微破坏,由此说明酶解反应主要发生在胡芦巴半乳甘露聚糖的非结晶区.