糖质植物纤维水解的研究

论文摘要

以甜菜，甘蔗，甜高粱秸秆这三种糖质原料的植物纤维（去糖残渣）为原料，采用多种方法降解植物纤维，以期生产更多还原糖，为燃料酒精生产提供原料。纤维素酶和木聚糖酶可分别水解糖质原料去糖残渣（主要化学成分为纤维素、半纤维素）为葡萄糖和木糖等还原性糖。对五种绿色木霉：Trichoderma viride F244，Trichoderma viride F106，Trichoderma viride L19，Trichoderma viride L21，Trichodermaviride AS3.2876产酶进行纤维素酶和木聚糖酶活测定，筛选出纤维素酶活和木聚糖酶活都较高的菌株----绿色木霉AS3.2876。其固态培养的最佳条件：甜菜渣为最适原料，硫酸铵为氮源，培养基含水量为80%，28℃培养5天。在最优培养条件下，绿色木霉AS3.2876产酶,50℃,48h水解甜菜渣，甘蔗渣，甜高粱秸秆渣，水解率分别为33.67%。12.19%，3.57%。纤维素酶和木聚糖酶制剂双酶法水解糖质植物纤维，三种原料的水解率为33.63%，26.03%，10.09%。酶解甜菜渣时，自制酶和商品酶酶解效果相当。为今后该菌种的进一步水解利用糖质植物甜菜渣奠定基础。为了进一步提高糖质植物纤维的水解得率，采用超声波辅助酸预处理的对水解率的影响。甜菜渣，甜高粱秆渣，甘蔗渣稀酸-超声波预处理后纤维素水解率分别达到52.91%，51.4%，48.1%，水解总得率分别为83.32%，79.70%，73.07%。超声波辅助酸碱预处理，有助于破环纤维结构的物理形态，超声波预处理后原料水解率有显著的提高。超声波辅助酸预处理是水解糖质植物纤维一种高效方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 糖质植物简介
• 1.1.1 甜菜
• 1.1.1.1 甜菜品种及产区
• 1.1.1.2 甜菜的形态特征和组成
• 1.1.1.3 甜菜的开发和利用
• 1.1.2 甘蔗
• 1.1.2.1 甘蔗产区
• 1.1.2.2 甘蔗的生产概况
• 1.1.2.3 甘蔗的开发利用
• 1.1.3 甜高粱
• 1.1.3.1 甜高粱概况
• 1.1.3.2 甜高粱产区
• 1.1.3.3 甜高粱的开发及利用
• 1.2 糖质植物纤维
• 1.2.1 甜菜渣成分及其应用
• 1.2.2 蔗渣的成分及利用
• 1.2.3 甜高粱秆渣成分及利用
• 1.3 植物纤维物质预处理
• 1.3.1 机械法
• 1.3.2 汽爆法
• 1.3.3 酸处理法
• 1.3.4 碱处理法
• 1.3.5 微波处理
• 1.3.6 超声波处理
• 1.3.7 生物法
• 1.4 植物纤维物质的酶解转化
• 1.4.1 纤维素分子及纤维素酶
• 1.4.1.1 纤维物质酶解转化机理及其影响因素
• 1.4.1.2 纤维素酶水解植物纤维的进展
• 1.4.2 木聚糖及木聚糖酶
• 1.4.2.1 木聚糖酶的作用机理
• 1.4.2.2 木聚糖酶的制备及其酶性质的研究
• 1.4.2.3 木聚糖酶水解植物纤维的进展
• 1.5 本课题研究的内容
• 第二章 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 试验原料
• 2.1.2 试验菌种
• 2.1.3 酶制剂
• 2.1.4 试验试剂
• 2.1.5 试验仪器与设备
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 试验原料的制备
• 2.2.1.1 试验原料水分测定
• 2.2.2 纤维素酶活力测定
• 2.2.2.1 纤维素酶活力定义
• 2.2.2.2 滤纸酶活测定及计算
• 2.2.2.3 还原糖的测定
• 2.2.3 木聚糖酶活力测定
• 2.2.3.1 木聚糖酶活性的定义
• 2.2.3.2 木聚糖酶活测定原理
• 2.2.3.3 木聚糖酶活测定方法
• 2.2.3.4 木聚糖酶活计算方法
• 2.2.4 最佳酶生产菌的筛选
• 2.2.4.1 试验菌种
• 2.2.4.2 培养基
• 2.2.4.3 孢子悬液及酶液的制备
• 2.2.5 绿色木霉 AS3.2876 固态培养条件的确定
• 2.2.5.1 最佳氮源的筛选
• 2.2.5.2 最佳碳源的筛选
• 2.2.5.3 最适培养时间的确定
• 2.2.5.4 培养基含水量对绿色木霉纤维素酶活力的影响
• 2.2.6 优化培养条件 AS3.2876 产纤维素酶水解糖质植物纤维
• 2.2.7 商品酶制剂水解糖质植物纤维
• 2.2.7.1 固液比对原料水解产糖的影响
• 2.2.7.2 纤维素酶最佳用量的确定
• 2.2.7.3 纤维素酶和木聚糖酶协同水解
• 2.2.8 超声波预处理
• 2.2.8.1 水超声波预处理
• 2.2.8.2 稀酸联合超声波预处理
• 2.2.8.3 稀碱联合超声波预处理
• 2.2.8.4 原料超声酸碱预处理液成分 TLC 检测
• 2.2.8.5 预处理后酶解试验
• 2.2.8.6 得率的计算
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 最佳酶生产菌的筛选
• 3.1.1 五株菌纤维素酶活测定结果
• 3.1.2 五株菌木聚糖酶活测定结果
• 3.2 固态培养及其条件的影响
• 3.2.1 不同氮源对纤维素酶活力的影响
• 3.2.2 不同碳源对纤维素酶活力的影响
• 3.2.3 培养时间对纤维素酶活力的影响
• 3.2.4 培养基含水量对纤维素酶活力的影响
• 3.3 酶解反应
• 3.3.1 原料含水量
• 3.3.2 酶解液还原糖的测定
• 3.3.3 水解率的计算
• 3.4 酶制剂酶解条件的确定
• 3.4.1 固液比对糖质植物纤维水解产糖的影响
• 3.4.2 纤维素酶制剂用量对水解率的影响
• 3.4.3 纤维素酶和木聚糖酶协同作用效果
• 3.5 超声波对糖质植物纤维结构的影响
• 3.6 原料超声辅助酸碱处理后水解液成分分析
• 3.7 超声波结合不同溶剂预处理对还原糖得率的影响
• 3.8 超声波辅助酸碱预处理对得率的影响
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢