玉米秸秆酶水解过程中的酶复配条件优化

降低酶解成本是纤维素乙醇生产的关键。利用酶复配技术优化蒸汽爆破处理后玉米秸秆的酶水解工艺条件,以提高纤维素的转化率。通过单因素实验和正交实验,研究了纤维素酶、木聚糖酶和β-葡萄糖苷酶对酶解效率的影响规律。结果表明,汽爆玉米秸秆,纤维素含量达42.21%,半纤维素仅为3.65%。纤维素酶对酶解过程起决定性作用,添加40 FPU/g时,酶解率为75.45%;木聚糖酶可促使更多的纤维素暴露出来,添加1 500 IU/g时,酶解率最高为78.03%;β-葡萄糖苷酶有助于消除纤维二糖积累造成的反馈抑制,用量40 IU/g时,纤维二糖浓度为0.330 4 g/100 m L,酶解率达76.45%。正交实验确定最佳工艺为:纤维素酶用量30 FPU/g,木聚糖酶用量800 IU/g,β-葡萄糖苷酶用量40 IU/g;该条件下,进行底物质量浓度25%的验证实验,葡萄糖达9.3g/100 m L,若用单一天冠纤维素酶,葡萄糖仅5.9 g/100 m L,提高了57.63%。三种酶的影响顺序为:纤维素酶>木聚糖酶>β-葡萄糖苷酶。

木质纤维素汽爆料含量测定的条件优化

建立了一种准确测定汽爆料三组分含量的方法。样品经过水洗除沙、烘干、粉碎、过筛等前处理过程,得粒度为40目样品,样品取样量为0.4 g。样品经浓硫酸、稀硫酸水解成单糖,利用高效液相色谱（HPLC）对样品进行测定。以浓硫酸浓度、稀硫酸酸解温度、稀硫酸酸解时间为考察因素设计正交实验。结果最佳测定条件为：浓硫酸质量分数为70%,稀硫酸酸解温度为121℃,稀硫酸酸解时间为1 h。该方法测得的玉米秸秆汽爆料纤维素、半纤维、木质素的质量分数分别为42.42%、2.52%和34.82%,RSDs（相对标准偏差）为0.06~0.23。

基于Cadence软件下的SRAM 6T存储单元的介绍与设计

文章主要以静态随机存储区(SRAM)6T存储单元为基础,首先介绍了6T存储单元的基本结构与工作原理,并总结了其优缺点。然后使用cadence软件中的Virtuoso@Schematic Editing对6管单元电路进行设计以实现读写的基本功能。最后在单管电路的基础上,通过外围电路的搭建与体系结构的设计,实现一款基于深亚微米CMOS工艺下的128×8位的SRAM设计。

黄贮玉米秸秆厌氧发酵产沼气试验研究

为探索生物预处理对秸秆发酵产沼气的影响,以玉米秸秆为原料,分别添加0. 5‰微生物菌剂、1‰微生物菌剂、5%木薯酒糟和10%木薯酒糟进行黄贮;研究在高温(50℃)半连续发酵条件下,黄贮秸秆厌氧发酵产沼气特征。结果表明在发酵系统总固体(TS) 8%条件下,黄贮过程中添加微生物菌剂或木薯酒糟均能显著地提高产气率;添加10%木薯酒糟的产气率高于添加1%的微生物菌剂,且甲烷含量达到最高。在秸秆沼气生产中,可通过微生物菌剂或木薯酒糟的添加改善秸秆预处理效果,提高生产效益。

餐厨垃圾与香根草联合厌氧发酵产沼气工艺优化

为获得餐厨垃圾与香根草(Vetiveria zizanioides L.)联合厌氧发酵产沼气最优发酵工艺,本研究采用Plackett-Burman实验考察活性底泥接种量、餐厨垃圾占总固体的百分比、香根草粒径、总固体含量和装罐率5个因素对CH4产量的影响。结果表明,餐厨垃圾占总固体的百分比、香根草粒径和总固体含量对CH4产量影响显著(P<0.05)。采用单因素实验逼近最大响应区间,利用Box-Behnken响应面法对上述3种主要影响因素进行分析。得到优化后工艺为:活性底泥接种量10%、餐厨垃圾占总固体的百分比40.13%、香根草粒径8.71mm、总固体含量12.45%和装罐率85%。按照该工艺进行3组平行验证实验,经优化后CH4产量提高了46.03%,CH4产量达到19 006mL,模型理论值与实际值误差为1.27%。

金属离子对小麦秸秆酶解的影响

采用天冠生产的纤维素酶,以小麦秸秆为底物,研究了Fe2+、Co2+、Cu2+、Ca2+、Mn2+和Mg2+6种金属离子对酶解效果的影响。酶激活试验表明:Co2+、Mn2+及Mg2+对纤维素酶有激活作用,随着离子浓度的提高,激活作用减弱。酶解试验显示不同浓度的三种金属离子对还原糖产率具有不同程度的促进,其中Co2+和Mn2+效果较好。与对照相比,添加0.05、0.10mg/m L Co2+的样品还原糖产率分别提高了9.09%和12.87%;添加0.4 mg/m L Mn2+的样品还原糖产率提高了10.60%。进而将这两种金属离子进行复配,还原糖产率增加了17.56%,比单独添加一种金属离子效果好。

嗜热棉毛菌木糖苷酶Xyl43基因优化及其在毕赤酵母中高效表达

【目的】通过外源表达手段构建重组毕赤酵母实现木糖苷酶的高效表达。【方法】基于毕赤酵母密码子偏好性优化嗜热棉毛菌β-木糖苷酶(Xyl43)基因密码子,将其导入毕赤酵母GS115中实现分泌表达,并对重组木糖苷酶酶学性质进行分析。通过单因素实验优化高产菌株的摇瓶发酵条件,并在5 L发酵罐中进行扩大培养。【结果】Xyl43基因优化后的序列中222个碱基发生改变,G+C含量由52.8%降低到44.6%,序列一致性为78.17%;将构建的表达载体p PIC9K-Opt Xyl43电击转入毕赤酵母中,利用平板初筛和摇瓶复筛获得一株高效表达重组菌(命名为P.pastoris GS115-Xyl43);其所产重组木糖苷酶大小为51.5 k D,动力学参数Km为2.93 mmol/L、Vmax为157.9μmol/(min·mg),最适反应温度55°C,最适p H 7.0,在p H 6.0-9.5条件下具有良好的稳定性;摇瓶优化结果表明:培养基初始p H 6.0、甲醇补加浓度1.0%、培养温度28°C、摇床转速250 r/min为最佳产酶条件,在此条件下发酵144 h胞外酶活达到42 U/m L(蛋白含量0.54 g/L);5 L发酵罐放大培养,发酵156 h(甲醇诱导96 h),木糖苷酶酶活为222.2 U/m L,蛋白含量2.36 g/L,较摇瓶提高了4.3倍。【结论】木糖苷酶在毕赤酵母中实现了高效表达,具有较好的工业化应用前景。

里氏木霉Cel5A基因优化及其在毕赤酵母中的高效表达

内切纤维素酶Cel5A缺乏是限制纤维素酶制剂高效酶解天然纤维素的关键因素。本文尝试构建高效表达里氏木霉Cel5A的毕赤酵母重组菌株以弥补目前Cel5A的天然分泌不足,通过基因密码子偏好性优化里氏木霉Cel5A基因和构建表达载体p PIC9K-eg2,并将其电转入毕赤酵母GS115以构建重组子,利用浓度梯度平板和摇瓶发酵筛选获得一株高产毕赤酵母Pichia pastoris菌株GS115-EGⅡ。重组酶的酶学性质分析显示,该酶分子量50 k Da、最适p H(p H 4.5)略有降低及最适反应温度为60℃,专一性地作用于非结晶纤维素,与天然里氏木霉Cel5A并无明显区别。通过摇瓶发酵的初步优化,该菌摇瓶培养条件:培养温度28℃、起始p H 5.0、接种量2%、每24 h添加甲醇1.5%(V/V)、每24 h添加山梨醇4 g/L及吐温80添加4 g/L,发酵192 h重组酶酶活达到24.0 U/m L。进一步上罐(5 L)发酵180 h,该重组酶Cel5A酶活高达270.9 U/m L,蛋白含量达到4.16 g/L。重组毕赤酵母P.pastoris GS115-EGⅡ是一株适合于外源表达Cel5A的工程菌,该重组酶可替代天然分泌Cel5A适用于当前酶基生物炼制模式下木质纤维素基质高效水解中。