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《纤维废渣酶水解及l_乳酸发酵的研究_陈育如》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第14卷第5期高校化学工程学报No.5Vol.142000年10月JournalofChemicalEngineeringofChineseUniversitiesOct.2000文章编号1003-9015(2000)05-0437-05纤维废渣酶水解及L-乳酸发酵的研究*陈育如1,夏黎明2,岑沛霖2(1.南京师范大学生命科学学院,江苏南京2100972.浙江大学生物化工研究所,浙江杭州310027)摘要木糖厂的纤维废渣中,纤维素为主要成份,本文用纤维素酶对木糖厂的纤维废渣进行酶解继而研究了用米根霉进行乳酸发酵结果表明实验条件下纤维废渣可用纤维
2、素酶直接水解或经碱处理后进行酶水解,9%的纤维废渣经酶解后还原糖浓度为39.6mgmL-1纤维素糖化率为68.2%.物料经碱处理后酶解液的还原糖浓度为48.2mgmL-1,比碱处理前提高了约16.1%水解液用米根霉进行乳酸发酵乳酸的浓度达到了29.5mgmL-1比用碱处理前物料酶解液乳酸发酵的乳酸浓度(24.0mgmL-1)增加了约23%但过程的总体效率有待进一步提高关键词纤维废渣;纤维素酶;酶水解;米根霉;乳酸发酵中图分类号TQ352.8文献标识码A1概述植物纤维物料是极为丰富且价廉的可再生资源以植物纤维素(如玉米棒芯)为原料可以生产木糖生产
3、木糖后产生的大量纤维废渣不仅浪费了资源而且污染了环境其综合利用是亟待解决的问题[1]L-乳酸是一种在食品医药等行业应用广泛的有机酸传统乳酸发酵所用原料主要是葡萄糖或淀粉类原料如果能用植物纤维原料发酵乳酸则将扩大其原料的来源本工作对以木糖厂纤维废渣为原料酶解发酵乳酸进行了初步研究2材料和方法2.1材料木糖厂纤维废渣来自木糖厂经水洗至中性后晾干备用其成分为纤维素:50.7%,半纤维素7.5%,木质素22.3%,水分:7.4%,其他12.1%.碱处理木糖厂纤维废渣将2%NaOH与纤维废渣以6:1混合在100微沸30分钟水洗至中性备用;纤维素和半纤维素
4、占物料总量的78.6%.纤维素酶:由里氏木霉(Trichodermareesei)固体发酵而成,每克酶曲含80个滤纸酶活国际单位[2]FPIU米根霉(Rhizopusoryzae),菌种保存在PDA培养基上每二个月转接一次米根霉菌丝培养基葡萄糖13%;尿素0.2%,KHPO0.02%,MgSO7HO0.02%,ZnSO7HO2442420.005%米根霉发酵培养基葡萄糖量随实验条件而定尿素加量为0.1%因粗纤维素酶中含有氮源故用于米根霉发酵的酶解液发酵的培养基中不再加氮源其他营养组分添加量同菌丝培养基收稿日期1999-06-15修订日期1999
5、-12-03基金项目国家自然科学基金资助项目(编号29876036)作者简介陈育如(1965-)男南京师范大学讲师博士纤维废渣酶水解及L-乳酸发酵的研究4382.2实验方法米根霉菌丝培养灭菌后的培养基接入米根霉孢子在33180rmin-1的条件下在恒温振荡器中进行培养约30小时后接入发酵培养基纤维废渣酶解在250mL摇瓶加入实验所需木糖厂纤维废渣和pH为4.8,浓度为0.05M的柠檬酸-柠-1的恒温振檬酸钠缓冲液灭菌后以1520IU/克底物的酶量加入纤维素酶曲在50转速120rmin荡器中酶解定时取样测定还原糖葡萄糖和混合糖乳酸发酵将葡萄糖或混
6、合糖葡萄糖:木糖=10:1与氮源和营养盐配成发酵培-1的条件下在恒温振荡器中进行发酵定时取样养基灭菌后接入米根霉菌丝在33180rmin测定发酵液pH值还原糖和乳酸量发酵液pH值通过加入经灭菌的碳酸钙控制酶解液乳酸发酵:酶解4860小时的料液经过滤按乳酸发酵培养基加入发酵所需营养组分后灭-1转速的恒温振荡器中进行L-乳菌接入在菌丝培养基中预培养好的米根霉菌丝在33180rmin酸发酵定时取样测定发酵液pH值还原糖和乳酸量发酵液pH值通过加入经灭菌的碳酸钙控制纤维素糖化率和乳酸糖转化率计算方法如下纤维素糖化率(%)=还原糖量0.9100%/纤维素
7、和半纤维素量糖对乳酸糖转化率(%)=乳酸量100%/还原糖量2.3分析方法还原糖采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定[3]葡萄糖测定采用葡萄糖氧化酶测定试剂盒(卫生部上海生物制品研究所生产)测定酶解液成分采用Waters公司的高压液色谱仪分析分离柱为Shodex-1L-乳酸packedcolumnforHPLC(SHOKO.CO.LTD)柱温80,以水为流动相流速为0.5mLmin采用EDTA定钙法测定[4]3结果与讨论3.1纤维废渣直接酶解与碱处理后酶解纤维废渣的直接酶解和经碱处理后的酶解结果见图1由图1可见纤维废渣在不经预处理时可以-1的还原
8、糖纤维废渣的直接用纤维素酶进行酶解实验条件下9%底物酶解48小时得到39.6mgmL纤维素糖化率为68.2%碱处理后因木质素的部分去除和纤维素量的相对