探析固态发酵生产纤维素酶及纤维原料酶法糖化的研究

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1、天津大学硕士学位论文固态发酵生产纤维素酶及纤维原料酶法糖化的研究姓名：王学彬申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：从培君;国振旺20021001天津大学工程硕士学位论文摘要我国植物纤维素资源丰富，但利用尚不充分，本文研究了酶法糖化纤维原料的工艺。通过对里氏木菌霉株(TrichodermereeseiATCC56764)固态发酵生产的研究，表明该菌株可以利用木塘渣进行产酶。控制培养基含水量为70％，培养基初始PH为自然值，培养温度在初期选择25度。在此培养条件下，滤纸酶活力为(FPA)高达1581U／g,但该菌种产纤维二糖酶的能力很低．对黑曲霉(AspergillusnigerLO

2、RRE012)的固态发酵研究表明：该菌种的滤纸酶活力很低，但却是纤维二糖酶的高产菌株，当控制与里氏木霉相同的培养条件时，CBA最高可达435．61U／g。用不同方法对纤维物料进行预处理，然后分别用纤维素酶进行降解，考察不同预处理方法对酶解效果的影响，结果表明：稀酸处理可降解大部分的半纤维素，使底物的酶解效率显著提高；氢氧化钠处理有较强的脱木质素和半纤维素的作用，底物酶解效率很高，但成本很高；氨处理成本相对较低，并减少了半纤维素的流失，但酶解效率有待提高；蒸报爆处理后纤维素，半纤维素和木质素都有不同程度的分解，酶解效率也较高，但对设备的要求较高。对酶解工艺条件的研究表明：不同底物浓度和

3、酶用量均对酶解效率有一定的影响。底物浓度较小时酶解得到的糖量少。浓度过大则酶解收率下降，所以采用loog／c较为合理，酶用量以15FPIU为宜，继续增大对提高酶解效率没有显著影响。在酶解的过程中，前期葡萄糖含量呈直线增长，而纤维二糖含量却很低；48h后葡萄糖含量达到饱和，此时纤维二糖有比较明显的积累。这与葡萄糖对纤维二糖酶的抑制作用，以及纤维二糖对内切型及外切型B．葡聚糖酶反馈作用有关；当采用里氏木霉产生的纤维素酶水解纤维原料时，添加一定量黑曲霉所产的纤维二糖酶，可消除产物糖的反馈抑制，当CBA／FPA由O．03提高到0．42。即将里氏木霉纤维素酶中纤维二糖酶的活力增加14倍左右时，

4、酶解得率可以由74．5％提高到9I．6％。将纤维原料酶解转化为可发酵的糖，迸一步用于生产酒精，单细胞蛋白，有机酸等，不仅综合利用了大量的工农业纤维废料而且减轻了环境污染，对于可持续发展战略的实施有着重要意义。关键词：里氏木霉黑曲霉固态发酵纤维素酶纤维二糖酶纤维原料预处理酶水解Page3of4天津大学工程硕士学位论文ThereareabundantrenewableresourP．*SofcellulosematerialsinChina．Inordertomakesufficientutilizationofthem，thewayofenzymatichydrolysisforcel

5、lulosicmaterialswasstudied．CellulaseproductionbyTrichodermereeseiATCC56764Wasstudiedinsolidstatefermentation．Theeffectsofculturetime，temperature，initialpHvalueandwatercontentofthesubstrateoncollulasesynthesiswerediscussed．ItwasfoundthattheFPA(FilterPaperActivity)couldreach159lUlgkojiundersuitab

6、lefermentationconditions，buttheCBA(CellobiaseActivity)WaSlowCellobiaseproductionbyAspergillusnigerLORRE012Wasalsostudiedinsolidstatefermentation．UnderthesamefermentationconditionstheCBAcouldreach435．61U／gthoughthereWasalmostnoFPADifferentpretreatmentmethods，suchasdiluteacid，NaOH，Ammoniasteeping

7、andsteamexplosion，wereevaluatedforthecellulosicmaterial．TheresultsshowedthatthepretreatmentWasimportanttothepropertiesmorphologyandcompositionoftheeellulosoematerial．Afterpretreatmenttheabilityofenzymatichydrolysishadgreatlyimprov