纖維素酶發(fā)酵及酶法提取光皮樹油工藝的研究.pdf

1、纖維素酶是一種可以水解纖維素的復(fù)合酶，廣泛應(yīng)用于食品、發(fā)酵、環(huán)保、紡織、能源、飼料等工業(yè)領(lǐng)域。水酶法提油所得油脂質(zhì)量高、條件溫和、且可降低能耗、減少化學(xué)試劑使用量，比傳統(tǒng)的壓榨法、浸出法有著無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，已越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視，而纖維素酶正是在眾多文獻(xiàn)報(bào)道中最重要的一種酶類。目前，纖維素酶的生產(chǎn)水平較低，酶活較低，且其酶活穩(wěn)定性較差；水酶法提油工藝研究還不夠完善，酶解最佳條件、溶劑殘留、乳化體系破乳等問(wèn)題還需要進(jìn)一步研究解決。此

2、外，關(guān)于生物酶法提取光皮樹果實(shí)油方面的報(bào)道很少。因此開展相關(guān)的研究工作以提高纖維素酶活力以及研究水酶法提取光皮樹油具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文以實(shí)驗(yàn)室保存的青霉為出發(fā)菌株，對(duì)其搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)基及發(fā)酵條件的優(yōu)化、分批發(fā)酵動(dòng)力學(xué)、纖維素酶的分離純化及水酶法提取光皮樹油進(jìn)行了系統(tǒng)研究，主要結(jié)果如下：
　　 通過(guò)單因子試驗(yàn)以及響應(yīng)面試驗(yàn)確定最適產(chǎn)酶培養(yǎng)基配方(W/V)為：麩皮2.955％、藥媒3.25％、微晶纖維素3.75％、

3、硫酸銨1.5％、硫酸鎂0.03％、氯化鈣0.03％；最適產(chǎn)酶條件為轉(zhuǎn)速220 r/min、溫度30℃、pH為5.5、發(fā)酵時(shí)間132 h，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了3組復(fù)證試驗(yàn)，得到纖維素酶活為7109.22 U/mL，與初始酶活6620 U/mL相比，酶活力有了顯著提高。
　　 利用5L發(fā)酵罐對(duì)青霉產(chǎn)纖維素酶的發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行了放大，以其分批發(fā)酵的數(shù)據(jù)為依據(jù)，利用Logistic方程和Luedeking-piret方程描述了青霉產(chǎn)纖維素酶的分

4、批發(fā)酵過(guò)程，建立了菌體生長(zhǎng)、纖維素酶合成和基質(zhì)消耗的動(dòng)力學(xué)模型。分別為：
　　 (1)菌體生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型X=8.13452e0.08334t/23.96702+0.33473e0.08334t
　　 (2)纖維素酶合成動(dòng)力學(xué)模型P=2413.2749e0.08334t/23.96702+0.33473e0.08334t+317.6052ln23.96702+0.33473e0.08334t/24.30175
　　

5、 (3)基質(zhì)消耗動(dòng)力學(xué)模型S=18.827-5.22943e0.08334t/23.96702+0.33473e0.08334t+1337.242ln23.96702+0.33473e0.08334t/24.30175
　　 所建模型基本能夠描述青霉分批發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的動(dòng)態(tài)過(guò)程，可以為以后的進(jìn)一步放大試驗(yàn)提供參考。
　　 對(duì)纖維素酶的分離純化工藝進(jìn)行了研究，對(duì)發(fā)酵液經(jīng)抽濾去除菌體后所得的粗酶液先后經(jīng)過(guò)膜分離、硫酸銨分段鹽

6、析、冷凍干燥等步驟，結(jié)果顯示：纖維素酶純度大幅提高，較粗酶液純度提高了2.23倍，比活力由最初的2.628×104U/g提高至5.848×104 U/g，酶活回收率為88.1％。
　　 對(duì)水酶法提取光皮樹油進(jìn)行了研究，在單酶和復(fù)合酶提油工藝的基礎(chǔ)上，分別作了優(yōu)化。最終確定最適提油工藝為破碎度80目、料液比1:5、添加纖維素酶量3.0％、微波時(shí)間4 min微波功率750 W、pH5.0、溫度45℃、酶解時(shí)間2.0 h，然后在原溫度