表面活性劑對生物催化木質纖維素影響及機制的研究.pdf

1、面臨石油資源的漸趨枯竭，開發(fā)新能源成為一項緊迫的任務；面對世界人口的繼續(xù)膨脹和糧食短缺，用糧食生產乙醇必將受到限制。纖維素類資源來源豐富、品種多、再生時間短，以農作物秸稈為代表的纖維類生物質生產燃料乙醇，被認為是未來解決燃料乙醇原料成本高、原料有限的根本出路，具有良好的發(fā)展前景。 木質纖維素結構復雜，木質素與半纖維素的包裹作用、纖維素聚集態(tài)結構的復雜性以及具有的高結晶度使得纖維素對試劑的可及度低，溶解困難，這直接影響酶與底物的接

2、觸，從而影響酶催化水解的糖化率。因此，要充分利用纖維素類資源必須先對其進行有效的預處理。木質纖維素經過預處理后，半纖維素溶解分離，木質素部分裸露，大量的酶吸附到木質素表面，這對酶催化水解纖維素的過程非常不利，所以降低木質素對酶的無效吸附也是很重要的。 本論文以生物酶催化降解木質纖維素為核心，研究了超聲波協(xié)同堿預處理技術及表面活性劑協(xié)同酶催化技術，對相關技術參數(shù)及影響因素進行分析探討。 本論文在預處理技術研究中主要考察了超

3、聲波協(xié)同堿復合預處理技術，通過分析，超聲波協(xié)同堿預處理技術能夠有效脫除原料中的木質素，使結晶纖維素的晶格有序化程度降低；纖維素酶催化超聲協(xié)同堿預處理后的原料反應48h的糖化率為31.46％。 非離子型表面活性劑能夠提高酶催化水解速率，降低酶在固體表面的吸附。本論文將表面活性劑聚乙二醇(PEG2000，PEG4000，PEG20000)應用于復合酶催化水解木質纖維素過程，主要考察PEG4000的濃度及不同溫度下PEG4000對酶催

4、化水解與吸附的影響。酶催化反應的最適條件為：水解溫度為50℃、pH值為5.5、搖床轉速為120rpm、水解時間為48h、復合酶制劑用量為1.5％、固水比為1:30、表面活性劑(PEG4000)與酶催化水解原料的質量比為0.025g/g。三種表面活性劑的添加均可以提高酶的催化效率，表面活性劑PEG4000在較高溫度作用下，酶的催化效率提高了51.06％，纖維素酶的吸附量降低了11.25％。 本文還對PEG對酶催化作用機制進行了初步