Fe-Mn-Mg離子對(duì)稻草秸稈酶解糖化的影響.pdf

1、農(nóng)作物秸稈來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，富含纖維素和半纖維素，是生產(chǎn)燃料酒精的重要原料。燃料酒精的制備主要包括預(yù)處理、糖化、發(fā)酵和分離提純四個(gè)階段。其中，糖化工藝既是檢驗(yàn)預(yù)處理效果又是為發(fā)酵工藝提供原料的關(guān)鍵步驟。因此研究的焦點(diǎn)之一就是如何高產(chǎn)量低成本的獲得還原糖。本論文以稻草秸稈為原料，液化預(yù)處理后，在糖化過(guò)程中添加微量金屬離子，從優(yōu)化工藝參數(shù)出發(fā)，以產(chǎn)糖量為表征，考察金屬離子的單獨(dú)作用和聯(lián)合作用對(duì)酶解糖化過(guò)程的影響，并探究金屬離子的作用機(jī)理。

2、
　　液化預(yù)處理結(jié)果表明，預(yù)處理后的稻草秸稈纖維素含量提高了20.9％，半纖維素和木質(zhì)素含量分別降低了12.3%和5.35%，電鏡掃描結(jié)果發(fā)現(xiàn)稻草秸稈預(yù)處理后結(jié)構(gòu)松散，比表面積和孔隙度都大大增加，有利于纖維素酶和液化底物充分接觸反應(yīng)，提高酶解效果。
　　在糖化過(guò)程中分別添加Mn2+和Fe2+離子，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)優(yōu)化研究金屬離子添加量、酶用量、溫度和時(shí)間對(duì)酶解糖化的影響。結(jié)果表明，在相同時(shí)間條件下，產(chǎn)糖量Fe2+離子組>Mn2

3、+離子組>空白組。添加Mn2+離子時(shí)酶用量從空白組的25mg/g下降為20mg/g，添加Fe2+離子酶用量和空白組一致。適宜的酶解溫度由50℃（空白）下降為40℃（Mn2+離子）和35℃（Fe2+離子）。在糖化過(guò)程中添加Mn2+和Fe2+離子能破壞纖維素的晶型結(jié)構(gòu)，增加纖維素酶和液化底物的接觸面積，同時(shí)還能提高酶活性，從而提高酶解效率，減少能耗。
　　通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)考察了Mg2+和Fe3+離子的單獨(dú)作用對(duì)酶解糖化過(guò)程

4、的影響。結(jié)果表明，空白組的較優(yōu)工藝條件為酶用量25mg/g，溫度50℃，糖化時(shí)間60h，產(chǎn)糖量343mg/g；Mg2+離子組的較優(yōu)工藝條件為Mg2+離子添加量2mg/g，酶用量20mg/g，溫度50℃，時(shí)間96h，產(chǎn)糖量高達(dá)477mg/g；Fe3+離子組的較優(yōu)工藝條件為Fe3+離子添加量4mg/g，酶用量25mg/g，溫度40℃，時(shí)間108h，產(chǎn)糖量達(dá)到400mg/g。在較優(yōu)組合條件下，添加Mg2+和Fe3+離子產(chǎn)糖量相較于空白組分別提