木質(zhì)纖維素高效酶解相關(guān)因素的研究.pdf

1、目前，世界特別是中國(guó)面臨著資源、能源、環(huán)境等帶來(lái)的巨大挑戰(zhàn)，而燃料乙醇主要以玉米、小麥等糧食為原料進(jìn)行生產(chǎn)，這無(wú)疑給中國(guó)這個(gè)人口大國(guó)帶來(lái)了“與人爭(zhēng)糧”的問(wèn)題。中國(guó)的糧食生產(chǎn)在連年擴(kuò)大，玉米秸稈、木糖渣、蔗渣等農(nóng)林廢棄物的產(chǎn)量也不斷擴(kuò)大，以此來(lái)代替玉米、小麥等糧食來(lái)生產(chǎn)乙醇、乳酸等既可以緩解資源和能源的緊缺，同時(shí)也降低了秸稈等的燃燒造成的環(huán)境污染，一舉兩得。酶法水解木糖渣、玉米秸稈等木質(zhì)纖維素將其轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性糖是一種綠色、溫和的方法，但

2、是存在酶用量大、轉(zhuǎn)化率低等問(wèn)題。為此，本研究通過(guò)菌種的篩選及不同菌株所產(chǎn)的粗酶復(fù)配、優(yōu)化反應(yīng)條件、添加反應(yīng)助劑等來(lái)提高木糖渣的酶法水解效率，并初步探討了其機(jī)理。
　　本研究的研究?jī)?nèi)容及研究成果主要包括以下幾個(gè)方面：
　　1.首先我們探討了不同菌株在纖維素酶活力差別較大時(shí)如何更合理準(zhǔn)確的測(cè)定比較其酶活力以及如何更合理的評(píng)價(jià)一種纖維素酶的糖化能力。實(shí)驗(yàn)選擇C1、FC-1、G26為實(shí)驗(yàn)菌株，分別測(cè)定分析其粗酶液在不同酶量時(shí)的濾紙酶

3、活力、羧甲基纖維素酶活力和β-葡萄糖苷酶活力，確定最佳酶活測(cè)定方案，并首次提出以纖維素酶系品質(zhì)因子(CQF)來(lái)表示纖維素酶對(duì)木質(zhì)纖維素的糖化能力。
　　2.分別采用傳統(tǒng)的菌種篩選方法和逐步馴化混合菌群的方法篩選到了幾株與G26酶液有較強(qiáng)協(xié)同效果的菌株。我們對(duì)效果較好且穩(wěn)定的FC-1進(jìn)行形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)鑒定后確定其為黑曲霉屬，而后對(duì)FC-1的產(chǎn)酶條件進(jìn)行了初步的優(yōu)化，種子最佳培養(yǎng)時(shí)間為20 h,最佳發(fā)酵時(shí)長(zhǎng)為96 h,發(fā)酵結(jié)束后酶

4、液浸提的最適pH為5.0。
　　3.G26和FC-1的粗酶液復(fù)配可以提高木糖渣的酶解效率。G26和FC-1酶液8:2混合水解木糖渣時(shí)表現(xiàn)出的協(xié)同作用最為明顯，較對(duì)照G26的葡萄糖產(chǎn)量提高了14.6％。對(duì)混合酶液的酶活力的測(cè)定分析結(jié)果表明：混合酶液的協(xié)同作用很可能主要來(lái)源于不同果膠酶之間和不同內(nèi)切酶之間的協(xié)同作用。對(duì)G26和FC-18:2混合酶液以木糖渣為底物、物料比1:10的水解條件進(jìn)行優(yōu)化得到的最佳水解條件為：水解溫度50℃，水