超聲波輔助植物纖維原料酶水解的研究.pdf

1、近二十年來(lái)，對(duì)自然界豐富的植物資源加以充分開(kāi)發(fā)利用的研究日益受到重視。其中主要途徑之一是利用生物技術(shù)將植物纖維原料轉(zhuǎn)化成單糖，主要分為二步：1、原料預(yù)處理；2、纖維素的酶水解。目前預(yù)處理技術(shù)不盡人意，存在得率低、技術(shù)工藝復(fù)雜等問(wèn)題；而纖維素的酶水解又存在水解速度慢、酶用量大等缺點(diǎn)。這兩方面同時(shí)制約了纖維原料生物轉(zhuǎn)化的發(fā)展。本論文以農(nóng)林廢棄物玉米秸稈為原料，對(duì)超聲波輔助預(yù)處理和輔助酶水解過(guò)程進(jìn)行了較深入的研究，主要結(jié)果如下： 采用

2、超聲波輔助預(yù)處理技術(shù)可有效的提高玉米秸稈的酶解得率。在超聲波輔助熱水、1％稀酸、1％稀堿預(yù)處理中，其酶解得率分別為14.8％、36.1％、82.0％，比未加超聲波輔助的熱水、稀酸、稀堿預(yù)處理的酶解得率9.58％、29.4％、66.6％分別提高了54.5％、29.4％、23.1％。 研究了超聲波對(duì)纖維素酶的影響。無(wú)底物時(shí)，濾紙酶活力、CMC酶活力、β-葡萄糖苷酶活力隨著超聲波功率的增大，酶活力下降。功率越大，下降越明顯。初始酶的濾

3、紙酶活力、CMC酶活力、β-葡萄糖苷酶活力分別為2.23FPIU/mL、2.78IU/mL、0.61IU/mL；當(dāng)超聲功率270W時(shí)，超聲時(shí)間5min時(shí)三種酶活力分別為0.34FPIU/mL、1.38IU/mL、0.32IU/mL。同樣三種酶活力隨著超聲波輻射時(shí)間的延長(zhǎng)，酶活力下降。時(shí)間越長(zhǎng)，下降越明顯。當(dāng)超聲功率30W、超聲波輻射時(shí)間30min時(shí)，三種酶活力分別為0.83FPIU/mL、0.13IU/mL、1.25IU/mL。

4、 在酶水解過(guò)程中，施加適宜的超聲波，既使超聲波充分作用于底物又不至于導(dǎo)致酶的失活，其酶解速率加快，酶解得率提高。在頻率20kHz、功率30W、超聲時(shí)間30min的超聲場(chǎng)下，纖維素酶的最適用量為20FPIU/g絕干底物，最適水解溫度為50℃、最適pH值為4.8，其48h酶解得率達(dá)到27.3％，比未加超聲波輔助提高了48.3％。說(shuō)明在一定條件下超聲波對(duì)酶的微細(xì)結(jié)構(gòu)活性部位影響不大，表現(xiàn)為酶的最適pH值和最適水解溫度不變。更重要的是超聲波場(chǎng)未