低值海藻浒苔(enteromorpha prolifera)生物乙醇转化工艺的研究

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1、中国海洋大学硕士学位论文低值海藻浒苔（Enteromorphaprolifera)生物乙醇转化工艺的研究姓名：刘政坤申请学位级别：硕士专业：水产品加工及贮藏工程指导教师：江晓路201106低值海藻浒苔(Enteromorphaprolifera)生物乙醇转化工艺的研究摘要能源和环境问题己成为国际性热点，引起人们的广泛关注。伴随中国能源预警的发出和节能呼声的日益高涨，开发利用可再生的清洁能源，已迫在眉睫。本文以第三代发酵生产乙醇的纤维类生物质为原料，采用低值海藻．浒苔作为主要的研究对象，同时以陆生生物质．甘蔗渣为对照，研究海洋生物质和陆生生物’质在生物乙

2、醇转化上的异同。浒苔含大量多糖，采用热水法浸提浒苔多糖进行前处理。对浸提过多糖的浒苔，采用清洁氧化剂过氧化氢进行预处理。通过单因素实验和响应面(S壬UⅥ)分析法优化预处理工艺。通过对经过过氧化氢预处理的浒苔和甘蔗渣的组分，主要是纤维素、半纤维素和木质素含量变化进行测定，并采用扫描电镜(SEM)对预处理前后的浒苔的微观结构进行观察，以验证预处理的效果。最后，对浒苔和甘蔗渣小分子量的还原糖进行发酵生产乙醇。分别从菌种、初始还原糖浓度、接种量和温度优化发酵条件，从七水合硫酸镁和硫酸铵的添加量优化发酵培养基，以期望获得较高的乙醇产率。实验表明，单因素优化的浒苔

3、浸提多糖的工艺条件为：浒苔采用过氧化氢预处理的工艺条件为：浸提时间为5h，浸提的固液比为1：80，浸提的温度为90"C。在此优化的工艺条件下，多糖得率达到17．3％。通过单因素实验和响应面分析法(RSM)优化预处理工艺，确定浒苔预处理工艺为：预处理时间12h，温度为50"C，过氧化氢浓度为O．2％，pH原始。甘蔗渣预处理工艺为：预处理温度110。C、H202浓度O．4％、预处理时间36h、pH值原始。在优化的工艺条件下，获得较好的酶解效果。本研究采用H202作为预处理的氧化剂，H202是一种清洁、无污染、成本低廉的预处理试剂，能够较好的去除木质素。通过

4、对浒苔和甘蔗渣预处理前后纤维素、半纤维素和木质素含量的测定，显示H202可有效去除浒苔和甘蔗渣中的木质素，酶解效率提高。通过对浒苔和甘蔗渣组分含量测定，显示浒苔纤维素和半纤维素含量达到33．7％，甘蔗渣的纤维素和半纤维素含量达到35．1％，但甘蔗渣的木质素含量高达36．3％。从浒苔和甘蔗渣的优化的预处理条件可以看出，甘蔗渣达到较好的预处理效果需要更高的预处理温度和时间，故浒苔在预处理工艺上有较好的经济和社会效益。采用扫描电镜(SEM)观察浒苔预处理前后的微观结构，结果显示Hz02对浒苔的微观结构有一定的破坏，出现更多的酶解结合位点，采用H202获得较好

5、酶解效果。浒苔酶解液发酵生产乙醇的优化工艺条件：发酵菌种采用面包酵母，发酵时间为ld，发酵温度为36℃，初始还原糖浓度为2％，接种量为10％，发酵培养基中七水合硫酸镁的添加量为0．4g／L，硫酸铵的添加量为6g／L。通过对甘蔗渣的酶解液进行发酵显示，浒苔酶解液在还原糖利用率、葡萄糖利用率、乙醇产率方面都比甘蔗渣高。优化的浒苔生产乙醇产率达到13．2g(乙醇)／100g(浒苔)。以浒苔为原料发酵生产乙醇展现良好应用前景。关键词：能源危机；海洋生物质；浒苔；预处理工艺；发酵Theresearchontransformedcraftofbiologicale

6、thanoloflowvalueseaweedEnteromorphaproliferaAbstractproblemaboutenergyandenvironmenthasbecometheinternationalhotspotandarouseswidespreadinterestdevelopmentofrenewableandcleanenergyhasbeenextremelyurgent，followingtheChineseenergywarning．Thearticleresearchontherepresentsoftheterre

7、strialandseabiomassEnteromorphaandbagasseaSrawmaterialwhich棚冶thethirdgenerationmaterialofproduetingethan01．TheEnteromorphahavemassivepolysaccharideswhichhavehJighvalueonnutritionandmedicinalpurposes，becauseofthemacromolecularweight,thepolysaccharidesCallnotbeusedbyyeast，SOthepol

8、ysaecharidesmustbeextractedfirstusinghotwater．P