生物法脱除木质纤维素水解液中抑制因子的最新研究进展

实现从木质纤维素原料到燃料和高附加值化学品的生物转化,预处理是一个非常重要的步骤.酸解或蒸汽爆破等热-化学预处理过程会在水解液中生成或释放有机酸类、糠醛类和酚类化合物等抑制因子.这些抑制因子对发酵微生物具有毒性,会显著降低发酵产品的产率和生产强度.生物法去除木质纤维素水解液中的抑制因子具有操作简便以及不产生废水、废物等优点.生物脱毒法可分为两类:一类是通过向木质纤维素水解液中添加微生物或酶制剂,在发酵前去除抑制因子;另一类方法是通过遗传改造或适应性进化提高发酵菌株对抑制因子的生物降解能力,从而提高木质纤维素水解液的发酵性能.将着重以乙醇生产为例,介绍如何通过生物脱毒的方法提高木质纤维素水解液发酵的得率和生产强度.     

海洋微生物纤维素酶及半纤维素酶基因克隆与表达研究进展

海洋极端酶因在极端环境中具有更高的酶活性及更好的稳定性而具有重要的理论价值和工业应用前景。由于海洋极端微生物培养条件苛刻,难以作为工业生产菌使用。采用基因工程技术,用常用的宿主表达极端酶基因,是开发海洋微生物酶的主要研究内容。随着海洋微生物极端酶的研究开发,对海洋微生物纤维素酶、半纤维素酶的研究也逐渐受到学者们的关注,相关研究取得了较大进展。综述海洋微生物纤维素酶、半纤维素酶的基因克隆与表达的国内外研究现状。     

皂荚化学组成的研究

初步研究了皂荚中所含的化学成分,测定了皂甙、纤维素、半纤维素、木质素、果胶、蛋白质相对于绝干皂荚的质量百分含量。结果表明,皂荚中含有鞣质、酚性物质、生物碱、有机酸、糖类、油脂等物质。     

酵母发酵蔗渣半纤维素水解物生产木糖醇

采用二次正交旋转组合设计研究了蔗渣半纤维素水解过程中硫酸浓度与液/固比对木糖收率的影响。回归分析表明,这两个因素与木糖的收率之间存在显著的回归关系。通过回归方程优化水解条件,当硫酸浓度2.4g/L,液/固=6.2,在蒸汽压力2.5×10⁴ Pa的条件下水解2.5h,100g蔗渣可水解生成木糖约24g 。大孔树脂吸附层析处理蔗渣半纤维素水解物,能有效地减少其中的酵母生长抑制物含量,显著改善水解物的发酵性能。用大孔树脂在pH 2条件下处理过的蔗渣半纤维素水解物作基质,含木糖200g/L,产木糖醇酵母菌株Candida tropicalis AS2.1776发酵110h耗完基质中的木糖,生成木糖醇127g/L,产物转化率0.64（木糖醇g/木糖g）,产物生成速率1.15g/L·h.       

生物垃圾堆肥的过程研究及腐熟度评价

目的：研究静态强制通风发酵工艺对合肥市农贸市场的生物废弃物进行好氧堆肥处理过程的物质变化和腐熟效果。方法：分析发酵过程中温度、含水率、挥发分含量、纤维素、半纤维素和木质素含量等物理指标和化学指标。结果：一次发酵中堆肥的温度在55℃以上的有3d,经过一次发酵和二次发酵,堆肥中挥发分含量由85.4%降低到51.2%。纤维素的含量由20.90%减少到15.48%,半纤维素的含量由7.20%减少到1.36%,,纤维素、半纤维素在二次发酵中降解率比一次发酵的小,木质素虽在一次发酵中基本没有降解。但在二次发酵中得到有效降解,木质素含量由8.30%减少到5.38%。堆肥后物料在70d堆肥后,基本上达到腐熟程度。结论：温度、含水率、挥发性物质、淀粉实验、生物可降解度实验等指标检测可以评价静态强制通风发酵工艺对合肥市农贸市场的生物废弃物进行好氧堆肥处理过程的物质变化和腐熟效果。     

野葛地上部分用于生产燃料乙醇相关的各项成分检测与分析

通过测定野葛地上部分不同生长年限不同部位的纤维素、木质素、半纤维素、可溶性总糖含量.为合理开发葛属植物资源,如生产燃料乙醇等提供依据.分别采用酸解法利用FIWE 3/6纤维素测定仪测量野葛地上部分不同部位的纤维素、木质素含量,盐酸水解法测定半纤维素含量,蒽酮比色法测定可溶性总糖含量.采用稻草和象草为对照.结果显示,野葛两年以上生藤茎中纤维素、木质素、可溶性总糖含量最高,分别为27.89%、23.43%和31.63%.两年以上生整株中半纤维素含量最高,为10.71%.相对于稻草和象草,野葛地上部分的可溶性糖含量很高.因此可利用两年以上生藤茎或整个地上部分为原料生产燃料乙醇,对全面开发利用野葛资源有积极的意义.     

克隆木糖还原酶XYL1基因的工程菌YT发酵玉米芯水解液的研究

克隆毕赤氏酵母(Pichia stipitis)木糖还原酶基因XYL1,将其连接到适用于酿酒酵母工业菌株的多拷贝载体pYMIKP中,构建得到表达质粒pYMIKY-XYL1,转化酿酒酵母工业菌株Saccharomyces cerevisiae 6508.利用G418筛选转化子,得到含高拷贝木糖还原酶基因的酿酒酵母重组菌YT,以YT发酵玉米芯工业水解液生产木糖醇,研究其发酵特性和规律,为工业上生物转化法生产木糖醇提供参考.     

选育耐受复合抑制剂酿酒酵母提高乙醇产量

能够耐受纤维素预处理中抑制剂的酿酒酵母对高效、经济生产纤维素乙醇至关重要。利用诱变结合驯化工程选育了一株可耐受复合抑制剂(1.3g/L糠醛、5.3g/L乙酸及1.0g/L苯酚)的工业酿酒酵母YYJ003。在pH 4.0的含有抑制剂的培养基中,耐受菌株乙醇产率是原始菌株的7.8倍,糠醛转化速率提高了5倍。在pH 5.5的复合抑制剂条件下,YYJ003发酵时间(16h)比野生菌株发酵时间(22h)缩短6h。在pH 4.0的未脱毒的玉米秸秆水热法预处理水解液中YYJ003的乙醇产率达到0.50g/g(乙醇/葡萄糖),乙醇产速达到4.16g/(L·h),而对照菌株无乙醇产出。     

二氯苯磺酸沉淀毛发水解液中亮氨酸和精氨酸的新方法

本文介绍了一种以二氯苯磺酸为沉淀剂从毛发水解液中分步沉淀亮氨酸和精氨酸的方法。利用两种沉淀形成速度的不同,通过控制反应条件,实现了亮氨酸和精氨酸的分步沉淀,确定了沉淀条件对目标氨基酸沉淀效率的影响,得到合适的工艺条件:200g人发,水解得400mL水解液;加50g二氯苯磺酸沉淀剂,在5℃加晶种,间歇搅拌12h,过滤得亮氨酸复合物沉淀;在沉淀亮氨酸之后的母液中再加50g二氯苯磺酸沉淀剂,于相同的温度条件下加晶种,连续搅拌至生成稠厚的沉淀,再静置沉淀12h,过滤得精氨酸复合物沉淀。亮氨酸的沉淀率为71.0%,母液中残留亮氨酸浓度为7.6g/L;精氨酸的沉淀率为76.6%,母液中残留精氨酸浓度为8.9g/L。     

苎麻酶法脱胶的研究进展*

苎麻酶脱胶法是一种高效能、优质量、无污染的脱胶方法,它是直接利用微生物发酵后期产生的胞外酶或酶制剂降解苎麻的胶质,使得苎麻纤维释放出来。到目前为止,国内外的科研人员在这方面已经进行了大量的研究,筛选了许多不同的脱胶菌,包括需氧菌和厌氧菌等用于苎麻的脱胶。相比化学脱胶,苎麻的酶脱胶具有提高精干麻的质量、大幅度降低环境污染等显的优点,是苎麻脱胶未来的主要发展方向,有着不可估量的前途。同时,随着酶脱胶技术在工业化生产中的推广应用,酶的使用量势必大幅度增加,从而将带动酶工业的发展。