南極真菌QP8產(chǎn)低溫纖維素酶在海帶渣降解轉(zhuǎn)化中的輔助應(yīng)用及鹽堿地堿蓬纖維素乙醇的小試.pdf

1、在世界能源危機(jī)的大背景下，人類開始著力尋找新的替代能源。纖維素乙醇作為一種朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，方興未艾，具有儲(chǔ)能總量大，原料可再生等優(yōu)勢(shì)。本文以海帶渣、堿蓬兩種木質(zhì)纖維為原料，研究其轉(zhuǎn)化乙醇的工藝條件，并通過堿蓬的小試放大生產(chǎn)，為利用該物質(zhì)綜合生產(chǎn)燃料乙醇及其它產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供前期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論支持。
　　在利用稀酸預(yù)處理結(jié)合纖維素酶酶解糖化海帶渣原料時(shí)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)預(yù)處理液復(fù)雜的物質(zhì)組成影響纖維素酶催化活性。通過對(duì)硫酸濃度、酸解時(shí)間、酸解溫

2、度進(jìn)行單因素分析以及響應(yīng)面法優(yōu)化，由酶解液還原糖濃度的變化，得出2.5％的硫酸濃度、2.1h酶解時(shí)間、121℃酶解溫度條件下的稀酸預(yù)處理能有效保留纖維素酶催化能力，酶解還原糖濃度可達(dá)5.2g/100ml，糖化過程共降解了原料86%的纖維素和52%的半纖維素。在海帶渣稀酸預(yù)處理中同樣存在較多乙醇發(fā)酵抑制物，如甲酸、糠醛等。通過反相高效液相色譜，以糠醛、5-羥甲基糠醛為表征檢測(cè)物，實(shí)驗(yàn)得到海帶渣稀酸預(yù)處理酶解糖化液中這兩種物質(zhì)的濃度分別達(dá)到

3、132mg/L、158mg/L。其中該濃度糠醛對(duì)酵母發(fā)酵起微弱的促進(jìn)作用，而5-羥甲基糠醛則使發(fā)酵乙醇濃度下降8.3%，通過萃取、蒸發(fā)、吸附、堿化等脫毒方法，發(fā)現(xiàn)利用Ca(OH)2將糖液 pH調(diào)至10，在用硫酸中和的堿化方式除去了94.4%的糠醛和77.7%的5-羥甲基糠醛，最終發(fā)酵乙醇濃度達(dá)到2.05%，較未脫毒樣品提高10.9%。
　　另外，考慮到單一纖維素酶的酶系組成不夠完整，以南極真菌QP8所產(chǎn)低溫纖維素酶為對(duì)象，我們研究

4、了該酶粗酶粉對(duì)海帶渣的酶解糖化能力，并通過其與商業(yè)酶復(fù)配，酶解海帶渣稀酸預(yù)處理料液，發(fā)現(xiàn)該低溫酶單獨(dú)酶解效果不佳，最優(yōu)復(fù)配酶的酶解糖濃度達(dá)到5.48%，比商業(yè)酶單獨(dú)酶解提高5.4%。
　　鹽堿地植物堿蓬廣泛分布于我國(guó)沿海灘涂，其纖維組分中纖維素、半纖維素含量占干重分別達(dá)到36.1%、37.0%，比重相對(duì)較高。利用科研基金建成占地600余平的木質(zhì)纖維原料轉(zhuǎn)化燃料乙醇及木糖醇小試生產(chǎn)線。利用堿蓬聯(lián)產(chǎn)燃料乙醇和木糖（醇），通過小試放大生