稻草生物質(zhì)預(yù)處理及其纖維素酶發(fā)酵耦合產(chǎn)醇研究.pdf

1、纖維素類生物質(zhì)是自然界中最豐富的可再生資源，其對(duì)人類未來能源的保障有著巨大的潛力。纖維素酶是一種能將纖維素類物質(zhì)降解成單糖或多糖化合物的多組分復(fù)合酶系，主要由葡聚糖內(nèi)切酶、葡聚糖外切酶和葡萄糖苷酶組成。纖維素酶廣泛應(yīng)用于紡織、飼料、食品、能源等行業(yè)。本文實(shí)驗(yàn)研究稻草生物質(zhì)的不同方法預(yù)處理對(duì)其組成成分以及發(fā)酵產(chǎn)酶效果的影響，同時(shí)考察同步發(fā)酵產(chǎn)酶與糖化以及耦合產(chǎn)醇發(fā)酵的工藝條件。論文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　　（1）采用稀酸、稀堿、

2、高溫稀堿、亞硫酸鹽法(SPORL法)、稀酸-亞硫酸鹽法（稀酸SPORL法）對(duì)粉碎稻草秸稈預(yù)處理，考察不同預(yù)處理方法對(duì)稻草基質(zhì)多菌發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的影響，分析預(yù)處理前后稻草基質(zhì)主要成分變化，酶水解液中糖組分的含量。結(jié)果表明：稀酸SPORL法處理的稻草粉固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)酶效果較好，發(fā)酵羧甲基纖維素酶（CMCase酶）和β-葡萄糖苷酶（β-G）酶活分別達(dá)到21511.22U/g和51508.41U/g，酶水解率達(dá)到84.99％。稀酸預(yù)處理對(duì)稻草基質(zhì)中

3、的半纖維素去除效果較好，含量由20.77%下降到7.34%；稀堿高溫處理對(duì)木質(zhì)素脫除效果較好，Klason木質(zhì)素含量由12.47%下降到7.58%。酶解糖化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，未處理稻草粉酶水解率為17.82%，稀堿高溫法處理稻草粉酶水解率達(dá)到91.66%。稀酸和稀酸SPORL法處理稻草粉基質(zhì)的酶解糖化液中，戊聚糖占總糖含量分別為7.38%和6.92%。
　?。?）三菌混合固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶條件優(yōu)化。以CMCase酶活為指標(biāo)，采用單因素和響

4、應(yīng)面分析法對(duì)三菌混合固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶條件進(jìn)行優(yōu)化研究，確定最優(yōu)發(fā)酵條件：在白腐菌和黑曲霉雙菌混合培養(yǎng)2天后接入釀酒酵母，白腐菌NS75、黑曲霉NS83和釀酒酵母SP5的接種比例為1:2:1.5（v/v/v），稻草粉基質(zhì)的料水比為1:2(w/v)時(shí)，發(fā)酵產(chǎn)CMCase酶活達(dá)到24209.4U/g。
　?。?）跟蹤檢測(cè)固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中還原糖含量變化，考察接入酵母菌對(duì)多菌發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的影響，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，接入酵母菌后培養(yǎng)基中還原糖含量都

5、明顯下降，并維持于一個(gè)較低含量狀態(tài)，發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶酶活明顯高于未接入酵母組。結(jié)果說明培養(yǎng)基中產(chǎn)生的還原糖對(duì)白腐菌和黑曲霉產(chǎn)酶代謝具有一定的反饋抑制作用；降低培養(yǎng)基中還原糖含量，有利于產(chǎn)纖維素酶發(fā)酵。接入酵母菌能夠消耗發(fā)酵體系中產(chǎn)生的還原糖和有效延長(zhǎng)固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的穩(wěn)定期。
　　（4）預(yù)處理稻草粉基質(zhì)產(chǎn)酶糖化和酵母發(fā)酵產(chǎn)醇實(shí)驗(yàn)。0.5%稀酸亞硫酸鹽預(yù)處理的稻草粉基質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)酶，酶解糖化和耦合產(chǎn)醇效果最好；酶解糖化還原糖濃度達(dá)50.