以玉米芯為原料酶法制備木糖條件的研究.pdf

1、本試驗針對玉米芯農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用問題,旨在尋找一種成本低廉、方法溫和、無污染且可行性強(qiáng)的酶法處理工藝,使玉米芯中的木聚糖成分徹底降解為木糖。
　　 首先對玉米芯粉進(jìn)行(1:5加水,固液比)120℃高溫處理2h,1.01×106Pa下(干粉、1:2加水和1:4加水)汽爆,2.02×106Pa下(干粉、1:2加水和1:4加水)汽爆,2.02×106Pa(1:2加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％的硫酸)汽爆等預(yù)處理。對不同預(yù)處理樣的還原糖和可

2、溶性總糖進(jìn)行測定后,選定120℃高溫處理2h,1.01×106Pa下(干粉)、2.02×106Pa下(1:2加水)和2.02×106Pa下(1:2加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％的硫酸)汽爆這4種預(yù)處理方法。再用4IU/mg底物的不同酶系(以木聚糖酶為標(biāo)準(zhǔn))對預(yù)處理樣在40℃充分酶解24h,比較不同酶系的酶解潛力,最后選擇合適的酶系進(jìn)行優(yōu)化試驗。
　　 4IU/mg底物的不同酶系(以木聚糖酶為標(biāo)準(zhǔn))對預(yù)處理樣在40℃充分酶解24h:青霉(P

3、enicilliumdecumbens)6號酶液對1.01×106Pa下汽爆(干粉)樣酶解后木糖得率達(dá)33％,幾乎全部的木糖被降解出；黑曲霉(Aspergillusniger)2107酶液對120℃高溫處理樣酶解的木糖得率由0.9％增加到19.5％；黑曲霉30197酶液對1.01×106Pa下汽爆(干粉)樣酶解后木糖得率由4.2％增加到26.7％；TLC檢測其酶解產(chǎn)物主要是木糖。
　　 最后通過優(yōu)化試驗確定:底物濃度為150g/

4、L,溫度40℃,黑曲霉30197酶液添加量50IU/g底物的條件下酶解效果最好,Ca2+和Mg2+對酶解過程有激活作用。
　　 主要結(jié)論如下:
　　 (1)120℃高溫處理和蒸汽爆破后玉米芯的結(jié)構(gòu)遭到破壞,使木聚糖酶能更好地作用于木聚糖。綜合木聚糖溶出量、節(jié)能、環(huán)保等因素可以確定:120℃高溫處理2h(1:5加水)和1.01×106Pa下維壓2min后汽爆(干粉)這兩種相對溫和的預(yù)處理條件更合理。
　　 (2)由

5、玉米芯酶解試驗可以確定青霉6號酶液對1.01×106Pa下汽爆(干粉)樣酶解后木糖得率最高,與尤新和李明杰報道的我國目前常用的酸法制備木糖工藝相比,木糖得率更高,但是青霉6號酶系中的木聚糖酶活力水平較低,用酶量很大。而黑曲霉A09、2107、30197木聚糖酶活力水平高,且酶系中內(nèi)切型與外切型木聚糖酶組分適當(dāng),采用黑曲霉酶液以預(yù)處理玉米芯為原料酶法制備木糖的方法是可行的。
　　 (3)底物濃度、加酶量、溫度、金屬離子對酶解反應(yīng)均