高效协同酶解中性汽爆玉米秸秆的工艺优化

玉米秸秆是我国主要的农业废弃物之一,在木质纤维素乙醇领域具有广阔的应用前景。而玉米秸秆预处理和酶法糖化成本过高是目前工艺中的重点和难点之一。从4种纤维素降解酶制剂中优选出对中性汽爆玉米秸秆有最佳协同效果的木霉和黑曲霉纤维素酶制剂(6∶4体积比混合)。在此基础上,评估了木聚糖酶、β-葡萄糖苷酶、β-葡聚糖酶、漆酶、锰过氧化物酶等酶制剂,聚乙二醇-4000、吐温-80、牛血清白蛋白等非酶因子对糖化效率的影响,得到了一组高效协同降解汽爆玉米秸秆的复合酶体系,并获得了适宜的糖化工艺。结果表明,以每克中性汽爆预处理的玉米秸秆为底物,加入10FPU木霉/曲霉混合酶液,并添加1000IU的木聚糖酶和0.05 gPEG4000,于50℃/150 r.min-1条件下水解144 h,糖化液中纤维二糖、葡萄糖和木糖的浓度分别达到8.4、25.1、15.5 g.L-1,总转化率、纤维素、半纤维素的转化率分别可以达到71.1%、81.5%和55.3%。糖化产物中六碳糖和五碳糖总浓度达到49 g.L-1。

纤维素酶高产菌株桧状青霉9-3的诱变选育及产酶条件研究

本文以桧状青霉9-3为出发菌株,采用硫酸二乙酯(DES)诱变,通过筛选得到一株酶活力高且遗传稳定性良好的菌株H16,其滤纸酶活力、β-葡萄糖苷酶酶活力与蛋白产量均较出发菌株相比均提高了4倍左右。并通过对发酵培养基以及发酵条件的优化,确定了最佳的产酶条件为:微晶纤维素浓度为2%,玉米浆干粉浓度为1.5%,发酵温度为30℃,初始pH为5.5,装液量为30 mL/250 mL,发酵周期为5 d。在优化的条件下,该菌株的纤维素酶和蛋白产量均进一步提高25%左右。

黑曲霉高产β-葡萄糖苷酶菌株的诱变、筛选及发酵条件优化

以黑曲霉TJ02为出发菌,对其孢子进行硫酸二乙酯化学诱变,筛选得到遗传稳定的β-葡萄糖苷酶高产菌株DES-7。诱变株DES-7产酶能力可达28 IU/mL以上,较出发菌株提高30%。同时,对该菌株的发酵培养基进行优化,以玉米芯为碳源,酵母粉和硫酸铵为氮源,其产酶能力达到39 IU/mL,较优化前提高了39.3%。此外,对该菌株的β-葡萄糖苷酶的最适温度和pH以及温度稳定性和pH稳定性进行了测定。