木質(zhì)纖維素預(yù)處理和酶水解回收的過(guò)程調(diào)控與強(qiáng)化研究.pdf

1、本論文以強(qiáng)化纖維素乙醇核心生產(chǎn)過(guò)程、降低過(guò)程工藝經(jīng)濟(jì)成本為目的，選擇農(nóng)林廢棄資源玉米芯為原料，考察了預(yù)處理過(guò)程中原料的綜合利用方式、研究了預(yù)處理及酶解過(guò)程的強(qiáng)化手段、開(kāi)發(fā)了多種調(diào)控纖維素酶吸/脫附的方法，最終考察了影響纖維素酶定量的操作因素。
　?。?）堿性過(guò)氧化氫預(yù)處理：選取玉米芯作為木質(zhì)纖維素原料，提出了常壓中溫下H2O2/NaOH同步預(yù)處理-組分回收工藝，該工藝實(shí)現(xiàn)了玉米芯三大組份的有效分離與回收，同時(shí)得到了較高的木質(zhì)素脫除

2、率（85.2％）和纖維素保留率（81.3%）。
　　（2）超聲輔助氨浸預(yù)處理：選擇玉米芯為原料，設(shè)計(jì)并優(yōu)選了超聲輔助氨浸預(yù)處理方案，并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。最佳工藝條件下處理的玉米芯樣品，酶解率可提高34.2%，而還原糖釋放速率與還原糖平衡濃度分別為未超聲的氨浸玉米芯樣品的1.3和1.4倍。
　?。?）超聲調(diào)控酶吸附和水解：恒溫超聲反應(yīng)器中，SpezymeCP酶在氨浸玉米芯上的吸/脫附表現(xiàn)出周期性的振蕩，并且這種振蕩是可逆可

3、控的。通過(guò)改變底物表面性質(zhì)和脫除木質(zhì)素，超聲能夠極大地提高氨浸玉米芯底物的酶解效率。另外，應(yīng)使用較低的能量輸出和超聲溫度，以避免超聲對(duì)纖維素酶的失活效應(yīng)。
　?。?）pH調(diào)控酶吸附行為：纖維素酶在木質(zhì)纖維素底物上的吸／脫附行為可以通過(guò)改變環(huán)境pH來(lái)調(diào)控。具體表現(xiàn)為酸性pH有利于吸附而中性和堿性pH則更有利于脫附。雖然調(diào)節(jié)pH也會(huì)帶來(lái)纖維素酶的失活，但是在低溫下，可以通過(guò)將pH調(diào)回4.8的方式使纖維素酶酶活可逆地恢復(fù)。
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4、5）酶回收策略：采用pH7溶液對(duì)氨浸玉米芯24h酶解殘?jiān)M(jìn)行脫附，90min后脫附率可達(dá)91.9%。將上述指標(biāo)帶入重吸附過(guò)程游離酶回收率方程，預(yù)測(cè)得到引入pH調(diào)控的重吸附首輪即可回收70.9%的初始酶活。
　　（6）離心影響纖維素酶定量分析：離心對(duì)纖維素酶定量分析的影響由離心方式?jīng)Q定，當(dāng)采用“取清液離心”的方式時(shí)，基本不會(huì)為后續(xù)蛋白定量帶來(lái)影響；而當(dāng)采用“混合態(tài)離心”的方式時(shí)，則會(huì)因?yàn)殡x心場(chǎng)的作用造成底物-酶體系中的游離酶下降，進(jìn)