南极低温纤维素酶制剂及其制备海带纤维乙醇的研究

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1、青岛科技大学硕士学位论文南极低温纤维素酶制剂及其制备海带纤维乙醇的研究姓名：高丛申请学位级别：硕士专业：药剂学指导教师：金青20120606青岛科技大学研究生学位论文南极低温纤维素酶制剂及其制备海带纤维乙醇的研究㈣till4rl咖ii．0．0．．1．,舢．岫咖咖叭吣帆Y2178937摘要纤维素酶是一类能够将纤维素降解为葡萄糖的多组分酶系的总称，可广泛用于中药成分提取、食晶纺织、饲料、酿酒、石油勘探等诸多领域，尤其在生物能源工业应用上具有重要地位。目前，开发适应不同温度(低温或高温纤维素酶)的纤维素酶是丰要研究趋势。本实验在82株南极细菌中筛选出一株具有高产低温纤维酶特性的

2、菌株NJ64，经16SrDNA鉴定为假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)，并对其产酶条件的影响因素进行了相关研究。低温纤维素酶发酵液在经盐析沉淀、脱盐冻于后，酶活性回收率为84％，纯化倍数为4．6倍，基本达到分离浓缩目的。实验所得南极低温纤维素酶的最适酶促反应pH在9．0左右范围内，最适反应温度在40。C，为典型的低温纤维素酶。为使低温纤维素酶在常温下便于保存，设计正交实验研究海藻酸钠一戊二醛交联．包埋制备固定化酶制剂的工艺条件，得到在海藻酸钠浓度为3．0％、氯化钙溶液浓度为O．5％、戊二醛体积分数为O．4％，交联时间为5小时条件下，固定化酶的活性回收率为

3、51．58％，通过验证实验其有较为理想的重现性。固定化酶最适反应温度与游离低温纤维素酶最适催化温度基本一致，但对温度变化的耐受能力有所提高；最适反应pH值较之游离低温纤维素酶的最适pH值变化范围也有所扩宽；固定化纤维素酶在重复回收利用7次后，酶剩余活性仍可保持在58．37％。低温纤维素酶可将海带纤维素降解成可被酵母菌发酵利用的单糖并用于乙醇的发酵生产。本实验中，固定化低温纤维素酶可水解工业废弃物海带纤维素，利用海带纤维素酶解液进行乙醇发酵培养，研究对乙醇产率的影响因素，在葡萄糖浓度为709／L，装液量为50％，发酵时间为48h时，乙醇产率可达到37．37％。本课题以南极低

4、温纤维素酶为主体进行了一系列的研究，为今后低温纤维素酶的开发应用提供了一定的研究基础；实验通过低温酶解海带工业废料制备所得纤维乙醇，初步探索了海带纤维乙醇的制备工艺，还可为制备纤维素乙醇提供新型、充足且廉价的原料供应。关键词：南极纤维素酶固定化海带纤维素生物乙醇PREPARATIONOFANTARCTICCOLD—ADAPTEDCELLULASEANDRESEARCH0NKELPCELLULOSICETHANOLABSTRACTCelluloseiSthemostabundantbiomassandmostinexpensiverenewableresources．Cel

5、lulasesareinducibleenzymesthatcancatalyzethehydrolysisofcellulose，andCanbewidelyusedintheextractionofChinesemedicines，foodindustries，textileindustries，feedprocessing，brewingindustries，oilprospectingandmanyotherfields．Especially,cellulaseplaysanimportantroleinthebio—energyindustry．Currentl

6、y,cellulaseadaptingtodifferenttemperatureisthefurtherresearchtrend．OnthebasisofthistendencycellulaseproducedbyAntarcticbacteriaatlowtemperatureisbeingstudied，andwillbeappliedintheactualproductionindustry．Industrywasteresiduesfromkelpprocessingplantsbecomefuelalcoholbyfermentation，whichisk

7、elpcellulosicethan01．Usingthewastefibermaterialtoproducecellulosicethanolisnotonlyawayofwasteutilizationandpollutionabatement，butalsoprovidesanew,adequateandcheapsupplyofrawmaterialsforthepreparationofcellulosicethanolandmeansgreenconceptofenvironmentalfriendlyrenew