用黑曲霉发酵纤维素酶解液生产柠檬酸的研究

以麦草纤维素酶解液为原料 ,用黑曲霉发酵制备柠檬酸 ,研究了培养基组成、恒温发酵和周期变温发酵对柠檬酸发酵的影响 ,结果表明 ,适宜的培养基组成为NH4 NO3 0 .3% ,KH2 PO4 0 .1% ,Mg2 + 30 0× 10 -6,Fe2 + 10×10 -6,此时 ,柠檬酸产量为 10 .5 2 g/L ,糖转化率为 6 0 .80 %。研究还表明 ,添加低级醇如甲醇和乙醇有利于产酸 ,但添加甲醇的效果要好于添加乙醇的效果 ,适宜的甲醇量为 2 %。在恒温发酵过程中 ,0～ 8h为孢子萌发期 ,产酸较慢 ;8～ 2 4h为对数生长期 ,产酸增加 ;2 4h之后为菌体生长恒定期 ,但产酸继续增加 ;10 4h之后产酸降低。在周期变温发酵过程中 ,0～ 8h产酸较慢 ,8h之后产酸增加。通过对二者的比较可知 ,在 0～ 16h ,周期变温发酵的产酸量要高于恒温发酵的产酸量 ,但在 16h之后 。

超声波辅助纤维素酶解法提取马尾松花粉中的总黄酮

目的采用超声波辅助纤维素酶解法提取马尾松花粉中的总黄酮,并优化工艺条件。方法以马尾松花粉中的总黄酮量为指标,通过考察纤维素酶质量分数、乙醇体积分数、料液比、超声时间、超声温度等因素的影响,并采用正交试验优化提取工艺参数。结果最优提取工艺参数组合为纤维素酶质量分数0.2%,溶剂乙醇体积分数60%,液固比25∶1,超声时间30 min,总黄酮含有量12.02 mgg。结论该方法不仅提取时间短,提取条件温和,溶剂用量少,提取率高,提取成本低,而且减少了有机溶剂带来的环境污染。

纤维素酶解液的柠檬酸发酵─—恒温发酵与周期变温发酵的比较

麦草经碱－氧－蒽醌蒸煮脱木素后得到纤维素。以纤维素酶酶解该纤维素后制得的纤维素酶解波为原料，在黑曲霉的作用下发酵制取柠檬酸。研究了恒温发酵及周期变温发酵过程，并对二者进行了比较。结果表明：周期变温可刺激菌体生长，在发酵初期有利于产酸。

碱预处理糠醛渣性质及其纤维素酶解研究

以糠醛渣为原料进行碱法预处理,对比了处理前后的样品成分、结晶度、表面特性、红外谱图的变化以及对纤维素酶解的影响。研究结果表明:经NaOH处理样品,木质素脱除量随着温度升高而增加,120℃处理后的样品木质素脱除了10.22%,而碱性过氧化氢处理样品木质素脱除率达到12.6%。NaOH预处理后的样品酶解糖化率随处理温度的升高而降低。每克纤维素加入纤维素酶12 FPU、纤维二糖酶15 IU,120℃经NaOH预处理样品,酶解72 h后糖化率为38.6%,比原料糠醛渣低21.0个百分点,而经60℃,6 h碱性过氧化氢处理后的样品,酶解72 h糖化率可达到86.6%,比原料糠醛渣高27.0个百分点。NaOH预处理后样品红外谱图检测,证明生成了新的醚键。碱法预处理后的样品结晶度要比未处理的样品的稍高,且表面更加光滑。

纤维素酶解条件和连续酶解工艺的研究

在实验室条件下,采用不同的化学方法预处理的秸杆对其纤维素酶解效率影响的顺序为:强碱>石灰>氨化>未处理;高温>常温;水洗脱木素>未水洗。在一定的酶浓度下,提高底物浓度采用较低的酶解温度并延长酶解时间,可获得较高的糖浓度和提高糖化率。利用纤维素对纤维素酶的吸附——解吸特性,通过间断抽吸糖液和等量稀释,同时添加定量底物,所建立的纤维素酶循环有限连续酶解工艺,是一种耗酶量少而高效糖化综纤维的简易可行工艺。

纤维素酶解制取高活性壳聚糖

研究了不同条件纤维素酶降解壳聚糖的特性 ,结果表明 5 0U/ g底物 纤维素酶 5 0℃酶解 8h的壳聚糖的抑菌活性最好。壳聚糖的平均分子量从 780ku降为 2 10ku。对酶解的壳聚糖用葡聚糖G 10 0凝胶分离 ,有效抑菌的分子片断其分子量为 130ku。

纤维素酶解辅助水提黄芪多糖的工艺条件

以蒙古黄芪为试验材料,研究纤维素酶解辅助水提黄芪多糖的工艺条件。考察水提温度、水提时间、水提次数、料液比4个单因素对黄芪多糖提取率的影响,在单因素试验的基础上,选择4因素3水平进行正交试验优化工艺参数。结果表明,蒙古黄芪在纤维素酶解预处理后,水提温度对黄芪多糖提取率影响显著,其次是料液比和水提次数,水提时间影响较小。在料液比1:12,水提温度100℃,水提时间1.5 h,水提3次,黄芪多糖提取率达4.76%,与传统水提法(3.09%)相比,黄芪多糖提取率提高了54.05%。

利用纤维素酶酶解粗饲料的研究 第五报:不同农副产品天然纤维素酶解、还原糖组分及生产饲料蛋白试验

利用木霉菌株323.6的纤维素酶水解五种农副产品的天然纤维素得糖效果的顺序是:稻草>玉米秸>玉米芯>高粱穗轴>小麦秸。得糖率分别为20、18.4、11.8、10.8及5.6%。玉米秸酶解产物中的还原糖,用纸层析法测定,其组分为葡萄糖、阿拉伯糖、木糖和纤维二糖。玉米秸酶水解液添加一定量的氮源和磷酸盐可培养白地霉,培养24小时可得干菌体1.023克/100毫升,可为农村动物饲养提供单细胞蛋白饲料。

低共熔溶剂解离木纤维时木质素缩合对纤维素酶解的影响

木质纤维的有效解离是对木质资源进行高附加值利用的前提。近年来兴起的绿色环保、简便易得的低共熔溶剂能有效解离木质纤维,但同时会出现木质素缩合并吸附在纤维素表面的问题,不利于纤维素的后续酶解利用。为探究木质素缩合与纤维素酶解之间的关系,以杨木木粉为原料,选用氯化胆碱/二水草酸低共熔溶剂在110℃下对原料进行加热解离处理,并对分离出的纤维素固含物进行酶解转化。通过扫描电子显微镜、高效液相色谱仪、13 C-1 H二维核磁共振波谱仪对固含物的形貌、组分含量及木质素的结构进行了表征。结果表明:经低共熔溶剂处理1 h后,约80.0%的木质素组分被去除,同时半纤维素出现明显降解,纤维素少量被降解;处理时间达到5 h时,纤维素的保留率从处理1 h的91.8%降至处理3 h的72.7%,半纤维素的保留率从20.4%降至6.1%。随着处理时间延长,纤维素表面出现颗粒状木质素吸附物;当处理时间达到5 h时,纤维素表面球形颗粒发生聚合,二维核磁图谱中显示出明显的缩合信号,木质素缩合率上升至50.9%。由于缩合木质素的产生,纤维素的酶解产率从处理3 h时的73.3%下降至5 h的66.6%,相关性分析表明木质素的缩合会限制纤维素酶解效率的提升。

离子液体中纤维素酶解初探

应用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EM IM]OAc)体系来探索研究酶法降解纤维素。采用DNS比色法,测定一定时间内不同水解条件下微晶纤维素经酶水解所产生的还原糖浓度来表示水解效果。经实验得到的最佳条件是:时间为6h,温度为50℃,pH值为4.6,所得纤维素的水解得糖率为24.95%。在最佳条件下进行了重复实验,由实验数据可知,在此条件下的验证实验结果重现性较好。

NaCl协同蒸汽爆破对玉米芯半纤维素分离及纤维素酶解效率的影响

研究了NaCl预浸协同蒸汽爆破预处理对玉米芯半纤维素分离和纤维素残渣酶水解的影响。结果表明,NaCl能够显著提高蒸汽爆破对玉米芯半纤维素的分离作用。当预浸NaCl溶液浓度为0.3 mol·L^(-1)时,爆破后固相残渣中半纤维素的残留量由单独蒸汽爆破的54.6 g·kg^(-1)玉米芯降低为34.5 g·kg^(-1)玉米芯,利用水浸提得到的木糖和木聚糖计算玉米芯木聚糖回收率达到86.53%,显著高于单独蒸汽爆破的59.95%。固相残渣纤维素酶水解转化率和玉米芯纤维素回收率分别为80.58%和74.57%,均高于对照组的73.01%和71.05%,但未达到差异显著水平。由此可见,NaCl协同蒸汽爆破能够显著增强蒸汽爆破对玉米芯的解构作用,提高木聚糖的回收率,但对纤维素酶水解作用不显著。

纤维素酶解的研究进展

纤维素酶是一类能够水解纤维素的β-1,4-葡萄糖苷键生成葡萄糖的多组分酶总称,其作用的底物比较复杂,各组分功能也存在差异。本文对纤维素酶以及各组分酶的功能进行了综述。

超声辅助纤维素酶解提取大叶驼蹄瓣总黄酮工艺优化及其抑制α-葡萄糖苷酶活性研究

目的:筛选大叶驼蹄瓣(Zygophyllum macropodum,简写为Z.m)抑制α-葡萄糖苷酶(α-GE)作用强的部位,并以正交设计法优化其提取条件.方法:1)用索氏提取器加石油醚对Z.m进行脱脂;2)用70%乙醇提取,旋转蒸发至无醇后,依次用乙酸乙酯、正丁醇萃取,旋转蒸发得不同极性部位;3)用酶标仪-96微孔板筛选对α-GE抑制作用最强的部位;4)用超声辅助纤维素酶解提取,以芦丁为标准品,用酶标仪-96微孔板法测定不同提取液中总黄酮含量,通过正交设计优化提取工艺.结果:乙酸乙酯萃取物对α-GE的抑制作用呈剂量依赖性增加,与同浓度的阿卡波糖相比,在浓度为10~20 mg/mL时显著性增强(P<0.05);显色反应表明该萃取物主要成分为黄酮类;超声辅助纤维素酶解提取总黄酮最佳工艺为:在pH为5.0,温度为50℃时,乙醇浓度为60%、料液比为1∶25、加酶量7%和超声时间为60 min;3.0 g脱脂叶在最优水平条件下,提取2次,总黄酮提取率为(31.85±2.37)mg/g.

甘蔗渣木质素的结构及其对纤维素酶解的影响

对甘蔗渣有机酸预处理、碱处理和氧化预处理过程中得到的5种木质素[乙酸木质素(AAL)、Acetosolv木质素(As L)、Milox木质素(ML)、过氧乙酸木质素(PAAL)和碱木质素(AL)]进行了结构表征,通过元素、官能团和化学组分分析、分子量测定及光谱特性分析,验证了甘蔗渣木质素为典型的H-S-G型木质素,除PAAL外其余4种木质素具有类似的结构特性,而PAAL由于过氧乙酸的氧化作用使木质素结构显著变化,从而具有较低的分子量、较高的酸溶木质素和羰基含量.将5种木质素添加至纤维素酶催化水解体系中,纤维素转化率均有不同程度降低,PAAL的抑制作用最强.结合添加木质素单体模型化合物的实验表明,酚羟基是木质素抑制纤维素酶作用的关键官能团,对羟苯基中酚羟基的抑制作用比愈创木基和紫丁香基更强.木质素对纤维素酶解的抑制作用不只是通过无效吸附纤维素酶实现,小分子的酚类降解产物也会降低纤维素的酶解转化效率.

纤维素酶水解及其在能源与环境保护中的应用

纤维素酶的利用是扩大纤维素应用领域和高值化利用纤维素的一条可行的新途径。本文综述了纤维素酶的来源、纤维素酶的结构和组成、纤维素酶解机理及影响因素、纤维素酶在能源及环境保护方面的应用。

响应曲面法优化纤维素酶酶解提取工艺

为优化纤维素酶酶解提取白藜芦醇工艺,在单因素试验的基础上进行响应面试验,选择酶添加量、酶解时间和酶解温度为自变量,以白藜芦醇含量为响应值。结果表明:3个因素对白藜芦醇提取效果影响的主次顺序依次为酶添加量>酶解时间>酶解温度,酶添加量为极显著影响因素,酶解时间和酶解温度影响不显著。确定纤维素酶酶解处理山葡萄渣白藜芦醇提取工艺的最佳条件为酶添加量1.30mg/g、酶解时间1.48h、酶解温度55.49℃,在此条件下提取得到的白藜芦醇含量为0.746mg/g,是优化前提取得到的白藜芦醇含量的1.15倍。

盾叶薯蓣纤维素酶酶解工艺研究

采用正交设计优化盾叶薯蓣的纤维素酶酶解工艺,考察了酶解时间、酶解温度、酶解pH值、酶用量对提取得率的影响,得到最佳酶解条件:酶解时间1h,酶解温度40℃,酶解pH值5,酶用量0 3%,优化最大得率为1 23%。

预处理过程产生的抑制剂对纤维素酶酶解效率的影响

在木质纤维产乙醇研究中,原料在稀磷酸浸渍+蒸汽爆破预处理过程中容易产生糠醛、5-羟甲基糠醛、对苯二酚和间苯二酚等抑制剂,这些抑制剂会影响纤维素酶酶解效率,导致还原糖浓度下降从而影响乙醇生产。通过单因素实验和正交实验,确定了纤维素酶酶解的最优条件为:酶解温度50℃、酶液载入量30 U/mL、酶解固液比1∶11、酶解pH值4.8;选取预处理过程中产生的上述4种抑制剂,测定其浓度分别为:糠醛0.031 g/L、5-羟甲基糠醛0.029 g/L、对苯二酚1.51 g/L、间苯二酚1.242 g/L,探讨上述抑制剂单独或复配后对纤维素酶酶解效率的影响。结果表明,预处理过程中产生的酚类抑制剂高于醛类,在酶解过程中酚类抑制剂对酶解产生的影响高于醛类抑制剂;多种抑制剂的协同作用对酶解的影响高于单一种类抑制剂对酶解的影响;酶解液中抑制剂对酶解的影响强度按对苯二酚、间苯二酚、5-羟甲基糠醛、糠醛依次减弱。

用于纤维素连续酶解的混合轴研究及其混合模拟

纤维素的酶解过程是纤维素制备酒精工艺的一个重要过程,纤维素酶解的成本是整个纤维素酒精制造成本的重要组成部分之一,研究并改进纤维素酶解过程的工艺及设备是一个值得研究的课题。笔者拟开发一种连续式酶解混合反应器用于纤维素制备酒精的酶解过程,使纤维素的酶解过程实现连续化操作。与现有酶解生物反应器相比,以期能以较低的纤维素酶解生产成本达到更高的酶解转化率以及在产能上能得到显著提高。研究设计了几种反应器管内搅拌轴的形式,用Polyflow模拟得到一些数据并对其做初步分析。

纤维素酶-超声波辅助有机溶剂提取山葡萄渣中白藜芦醇的研究

为进一步提高山葡萄渣中白藜芦醇提取效率,研究了纤维素酶-超声波强化处理对山葡萄渣中白藜芦醇提取效果的影响。研究在单因素实验的基础上进行正交实验,分析纤维素酶酶解温度、超声波处理时间、料液比、提取时间对白藜芦醇含量的影响。结果表明:山葡萄渣中白藜芦醇提取的最佳提取工艺条件为:酶解温度55℃,超声处理时间5min,料液比1:30,提取时间4h。在此条件下测得白藜芦醇的含量为1.187mg·g-1。纤维素酶和超声波复合处理提取工艺能更有效地提高山葡萄渣中白藜芦醇含量,此工艺优于纤维素酶、超声波单一因素处理提取工艺。