木质纤维素蛋白对纤维素酶活性影响的研究

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1、木质纤维素中蛋白对纤维素酶活性影响的研究摘要日益严重的能源危机以及环境问题是全球面对的两大主要问题，将农作物秸秆转变为燃料乙醇已成为解决这些问题和维持社会可持续发展的一条重要途径。木质纤维素发酵制备乙醇的过程包括原料的预处理、碳水化合物糖化和发酵。目前，木质纤维素预处理研究对象主要是木质素和半纤维素，对其它结构组分如蛋白质的研究尚未报道。本文首先考察了植物结构蛋白对纤维素酶解的影响。以小麦秸秆为原料，选用酸性蛋白酶作为蛋白质降解酶，针对预处理过程中各影响因素——反应温度、反应时间、加酶量、固液比和pH进行

2、了一系列研究，确定了小麦秸秆酸性蛋白酶预处理的最优条件是：温度45℃，时间llh，加酶量200mg／g(酶：样品)j固液比1：159／mL，pH3。在此条件下，与未处理相比，纤维素降解率的提高率为20．46％。木糖含量在木质纤维素中仅次于葡萄糖，半纤维素的有效水解也是本文研究的主要内容之一。以酸性蛋白酶预处理后小麦秸秆粉为原料，采用较成熟的稀硫酸处理方法，针对半纤维素稀酸水解过程中各影响因素——粒径大小、酸浓度、水解时间、水解温度和固液比进行了一系列研究，确定了其水解的最优条件。结果表明，酸性蛋白酶预处理

3、后小麦秸秆的半纤维素稀硫酸水解最佳条件为：粒径大小60目、酸浓度0．6％、水解时间68min、水解温度121℃、固液比1：209／mL。在该条件下，未处理样半纤维素水解提高率仅为67．33％，而酸性蛋白酶处理样达到91．23％，提高率为35．5％。最后将两步处理后残渣进行糖化实验。采用单因素和正交试验确定酶解条件。结果表明，酸性蛋白酶一0．6％稀硫酸处理后小麦秸秆纤维素酶解最优条件为：反应时间40h，反应温度47℃，酶量120mg／g(酶：样品)，固液比1：159／mL，pH4．8。在该条件下，纤维素降解

4、率达到76．17％，是未处理样的2．03倍。关键词：酸性蛋白酶，小麦秸秆，预处理，半纤维素，纤维素，糖化STUDYOFEFFECToFLIGNoCELLULoSESPROTEINoNCELLULASEACTIVITIESABSTRACTTheglobalisfacingtwomajorproblems：increasingenergycrisisandenvironmentalproblems．However,transforminglignocelluloseintoethanolhasplayedan

5、importantrolewhichcansolvetheseproblemsandmaintainsustainabledevelopmentofsociety．Thepreparationprocedureofethanolwithlignocellulosecontains3steps，．i．e．，pretreatmentofrawmaterial，saccharificationofcelluloseandfermentationofcellulose．Atpresent，lignocellulo

6、sepretreatmentsonligninandhemicellulosesarestudiedmainly,butthearticleaboutotherscomponentssuchasproteinisreportedfewly．Inthispaper,theeffectofvegetableproteinoncellulosehydrolysiswasinvestigatedfastly．WheatstrawWasusedasrawmaterial，acidproteasewasselecte

7、dasthepretreatmentenzyme，theeffectfactorsofpretreatmentprocessforwheatstrawhasbeenresearched．Theeffectfactorsconcludeddissociation-temperature，dissociation-time，thedosageofacidprotease，solid-to—liquidratioaswellaspH．Theexperimentalresultsindicatedthattheo

8、ptimaltechnicalparametersofthepretreatmentwerefollwing．Reactiontemperaturewas45℃，reactiontimewaslh，dosageofacidproteaseWas120mg／g(therateofenzymeandsample)，solid-to—liquidratiowasl：159／mL，pHwas3．0．Undertheoptimalcon