纤维素热解液发酵制乙醇

纤维素热解液中的主要产物是1,6-脱水-b-D-吡喃葡萄糖(简称内醚糖),通过催化水解内醚糖和脱毒处理,热解液可直接发酵产乙醇. 研究结果表明,在121oC和0.2 MPa条件下的多种催化处理中,0.2 mol/L硫酸处理的热解液获得的葡萄糖产量最高,达17.35%. 水解后含葡萄糖的热解液经Ca(OH)2中和、硅藻土吸附处理,能被Candida krusei YZ-1发酵为乙醇,产率为0.42 g/g(乙醇/葡萄糖), 达理论产率的84%. 而Zymomonas mobilis对于各种处理液的发酵结果都很差.

纤维素热解后用于柠檬酸发酵的研究

分别在无机和有机氮源中,探讨了三种不同碳源的柠檬酸发酵情况。结果表明,氮源对以1,6-缩水-β-D吡喃葡萄糖为碳源的柠檬酸发酵产率影响最大,对纤维素热解液脱毒液和葡萄糖的影响较小,但有机氮源都能缩短它们的发酵时间。在两种氮源中,纤维素热解液脱毒液的发酵时间都为最长,葡萄糖的发酵产率最高。

纤维素热解生物油特性研究

为深入了解生物质热解生物油的特性，对生物质的主要成分纤维素热解生物油的析出和演变特性进行研究。在固定床上研究纤维素在不同温度（280-550℃）下的快速与慢速热解以及不同气相停留时间对纤维素生物油特性与组成的影响。研究表明，纤维素快速热解生物油由左旋葡聚糖及大量脱水糖组成，还有少量呋喃衍生物（如糠醛、5-羟甲基糠醛等）。慢速热解时产生的脱水糖种类较少，但小分子化合物种类更多。随着气相停留时间的缩短，液体产物中左旋葡聚糖含量逐渐升高，酸、醛等小分子消失。

解糖热解纤维素菌F32降解未预处理秸秆及产纤维素酶特性分析

【目的】明确极端嗜热厌氧木质纤维素降解菌解糖热解纤维素菌F32代谢特征,并分析其产酶特性。【方法】使用细胞计数法绘制菌株的生长曲线,使用离子色谱及气相色谱进行产物和残糖量分析,以DNS法及对硝基苯酚法检测菌株胞外蛋白的酶活性。【结果】解糖热解纤维素菌F32在以葡萄糖、微晶纤维素和未经预处理小麦秸秆为碳源时生长状况优于解糖热解纤维素菌DSM 8903。在以葡萄糖为碳源进行培养时,与菌株DSM 8903相比,菌株F32具有产乳酸较多,而产氢气较少的特点。在以微晶纤维素和未经预处理小麦秸秆为碳源进行培养时,与菌株DSM 8903相比,菌株F32胞外蛋白具有较高的内切纤维素酶活性和木聚糖酶活性。【结论】解糖热解纤维素菌F32表现出较强的木质纤维素降解能力,其与DSM 8903的产物组成及胞外蛋白的酶活性具有明显差异。

Renewable p-Xylene Production by Co-catalytic Pyrolysis of Cellulose and Methanol

This work developed a one-step process for renewable p-xylene production by co-catalytic fast pyrolysis (co-CFP) of cellulose and methanol over the different metal oxides modified ZSM5 catalysts. It has been proven that La2O3-modified ZSM5(80) catalyst was an effective one for the production of biobased p-xylene. The selectivity and yield of p-xylene strongly depended on the acidity of the catalysts, reaction temperature, and methanol content. The highest p-xylene yield of 14.5 C-mol% with a p-xylene/xylenes ratio of 86.8% was obtained by the co-CFP of cellulose with 33wt% methanol over 20%La2O3-ZSM5(80) catalyst. The deactivation of the catalysts during the catalytic pyrolysis process was investigated in detail.The reaction pathway for the formation of p-xylene from cellulose was proposed based on the analysis of products and the characterization of catalysts.

新型耐热β-1,4-木糖苷酶的重组表达及酶学性质

【目的】拟对来源于热解纤维素果汁杆菌的新型β-木糖苷酶基因(CoXyl B)进行重组表达和酶学性质研究。【方法】在大肠杆菌系统中成功表达CoXyl B基因,并通过镍柱亲和层析、强阴离子交换和凝胶层析等纯化方法获得纯酶。【结果】对CoXyl B酶学性质的研究结果显示,在以4-对硝基苯酚-β-D-木糖苷为底物时,该酶的最适反应温度为90℃,最适反应pH为6.0。在40–70℃范围内CoXyl B酶活较高且比较稳定。在pH 5.0–6.0之间,70℃孵育1 h后,CoXyl B的相对酶活仍保留80%以上。Ag^+、高浓度的SDS和PMSF对酶活力的抑制作用较显著,而高浓度Mg^(2+)、Li^+和EDTA对酶活力的激活作用较为明显。CoXyl B的k_(cat)和K_m值分别为5.0×10^(–3)s^(–1)和1.9 mmol/L。薄层层析色谱显示CoXyl B具有降解木二糖、木三糖和木四糖的能力。【结论】本研究鉴定出CoXyl B为一种新型的极端耐热木糖苷酶,CoXyl B的酶学性质研究将为其在食品热加工以及生物降解领域中的应用提供参考。