亚硫酸钠预处理对木糖渣木质素的去除及纤维素酶水解的影响

木糖渣作为一种固体废物,通常被送往电厂燃烧产热,未得到充分利用。为了提高木糖渣的附加值,研究了亚硫酸钠预处理对玉米芯木糖渣木质素脱除率及纤维素酶水解效率的影响。确定最佳反应条件:亚硫酸钠用量12%(对绝干的木糖渣)、p H 7、反应温度160℃、保温时间20 min。在该条件下处理木糖渣,木质素脱除率为77.45%,纤维素质量分数提高到85.17%。预处理后木糖渣在5 FPU/g底物纤维素酶作用下水解48 h,葡萄糖得率为84.77%,而未经处理的木糖渣在20 FPU/g底物纤维素酶作用下水解48 h后得到的葡萄糖得率仅为70.58%。     

玉米芯稀酸水解及L-乳酸发酵研究

对玉米芯稀硫酸水解条件及糖化液发酵L-乳酸进行了初步研究。结果表明,玉米芯木聚糖最适水解条件为2%H2SO_4、120℃、30 min、固液比1:10,糖化液还原糖含量可达40.8 g/L,主要成分为木塘。细菌A-19可以利用水解液中的葡萄糖和木糖产酸,最适发酵条件为45℃、pH 6.5,从45℃～51℃、pH 5.5～pH 6.5产量均较高。用未浓缩的水解液发酵24 h,L-乳酸产量为30.6g/L,残糖为1.6 g/L,糖酸转化率为82.6%;用浓缩1倍的水解液发酵48 h,L-乳酸产量为41.4 g/L,残糖4.1g/L,糖酸转化率为68.2%,在发酵48 h后继续补料发酵至72 h(补料液为浓缩3倍的水解液),L-乳酸产量为50.9 g/L,残糖6.3 g/L,糖酸转化率为71.8%。该研究为利用木质纤维素生产L-乳酸奠定了一定基础。     

菊糖芽孢乳杆菌利用麸皮水解液发酵生产D-乳酸

考察菊糖芽孢乳杆菌YBS1-5利用麸皮的水解液发酵生产D-乳酸的性能。首先研究了不同蛋白酶对麸皮中蛋白组分的水解效率,优选酸性蛋白酶并对其进行水解工艺的优化,最终其水解液中的含氮量为4.6 g/L,水解效率为85.8%。对酸性蛋白酶的水解液残渣进行稀酸预处理后,利用纤维素酶对其进行酶解。通过批次补料酶解,水解液中的还原糖质量浓度达141.2 g/L,其中葡萄糖质量浓度为138.1 g/L、木糖质量浓度为1.4 g/L。利用麸皮的蛋白酶水解液和纤维素酶水解液替代葡萄糖和酵母粉发酵制备D-乳酸。在96 h内,D-乳酸产量达99.5 g/L,生产速率达1.04 g/(L·h),转化率89.1%。     

玉米秸秆酶水解过程中的酶复配条件优化

降低酶解成本是纤维素乙醇生产的关键。利用酶复配技术优化蒸汽爆破处理后玉米秸秆的酶水解工艺条件,以提高纤维素的转化率。通过单因素实验和正交实验,研究了纤维素酶、木聚糖酶和β-葡萄糖苷酶对酶解效率的影响规律。结果表明,汽爆玉米秸秆,纤维素含量达42.21%,半纤维素仅为3.65%。纤维素酶对酶解过程起决定性作用,添加40 FPU/g时,酶解率为75.45%;木聚糖酶可促使更多的纤维素暴露出来,添加1 500 IU/g时,酶解率最高为78.03%;β-葡萄糖苷酶有助于消除纤维二糖积累造成的反馈抑制,用量40 IU/g时,纤维二糖浓度为0.330 4 g/100 m L,酶解率达76.45%。正交实验确定最佳工艺为:纤维素酶用量30 FPU/g,木聚糖酶用量800 IU/g,β-葡萄糖苷酶用量40 IU/g;该条件下,进行底物质量浓度25%的验证实验,葡萄糖达9.3g/100 m L,若用单一天冠纤维素酶,葡萄糖仅5.9 g/100 m L,提高了57.63%。三种酶的影响顺序为:纤维素酶木聚糖酶β-葡萄糖苷酶。     

高浓度糖发酵制备乙醇

以树干毕赤酵母为发酵菌株,混合糖（木糖、葡萄糖）为发酵底物,通过培养基和培养条件的改变来确定树干毕赤酵母高糖浓度发酵时所需的条件。研究结果表明：在24h发酵周期内初始木糖质量浓度为63．0g／L较适宜;在36h发酵周期内初始木糖质量浓度为72．0g/L较适宜。24h发酵周期内,在36．0g／L木糖中添加的葡萄糖质量浓度以54．0g/L为最佳,发酵结束乙醇质量浓度达32．9g／L;36h发酵周期内,添加的葡萄糖质量浓度以72．0g／L为最佳,发酵结束乙醇质量浓度为36．9g／L。以（NH4）2SO4为N源时较适合戊糖发酵制备乙醇,（NH2）2SO4的最佳质量浓度为1．1g／L。发酵前8h摇床转速为90r／min,后16h为150r／min,乙醇质量浓度较高,可达17．5g/L。     

稀酸水解玉米芯制备丁二酸

利用正交设计得到稀H2SO4水解玉米芯制备混合糖液的优化工艺:玉米芯料液比1∶5(质量体积比),物料粒径250~380μm、H2SO4用量3%(体积分数)、水解温度126℃、反应时间2.5 h。此工艺条件下的总糖收率达90%,总糖质量浓度为60 g/L,发酵抑制物糠醛含量为0.87 g/L,5-羟甲基糠醛含量为0.68 g/L。在此基础上利用活性炭吸附和Ca(OH)2中和对玉米芯混合糖液进行脱毒及脱盐处理,SO42-脱除率达96%,色素脱除率为96%,糠醛、5-羟甲基糠醛及多酚类物质脱除率均高于50%。处理后的玉米芯多组分糖液作为产琥珀酸放线杆菌(Actinobacillus succino-genes)NJ113的发酵C源,当培养基中初始总糖质量浓度为50 g/L时,丁二酸收率为61.68%,丁二酸质量浓度为30.8 g/L;初始总糖质量浓度为70 g/L时,丁二酸收率仍可达50%以上,丁二酸质量浓度为35.2 g/L。发酵实验表明,将经过脱毒脱盐处理的玉米芯多组分糖液替代葡萄糖作为C源发酵制备丁二酸具有可行性。     

麦白霉素发酵培养基的改进

研究了淀粉水解液全部替代葡萄糖作为碳源发酵麦白霉素的工艺条件。用正交实验得出摇瓶培养基消毒后的最佳基质浓度为总糖5.0g/100mL,还原糖3.8g/100mL,氨基氮60mg/mL,溶解磷300μg/mL。以50L发酵罐进行实验,得出了麦白霉素的发酵代谢曲线和淀粉的适宜水解条件。经30t发酵罐放大实验结果表明,与葡萄糖作碳源相比,用淀粉水解液作碳源发酵麦白霉素,发酵单位提高23.0％,生产成本降低38.0％。     

固态混合发酵提高木聚糖酶和纤维素酶活力的研究

研究了接种比例、接种时间、碳源、氮源等因素对木霉和黑曲霉混合发酵产木聚糖酶和纤维素酶的影响。试验结果表明,当木霉和黑曲霉按4:6同时接种,以玉米芯3．75g、麸皮3．75g、葡萄糖37．5mg为混合碳源,Mandels营养盐11．5mL、添加NH_4NO_37．5mg为氮源,在84h产纤维素酶活力达到230IU/g干物质,木聚糖酶活力达到1308IU/g干物质,与两菌纯培养相比,纤维素酶活力提高163％,木聚糖酶活力提高79．5％。     

绿色糖单孢菌降解木质纤维胞外酶的分泌条件及其生物漂白研究

以一株耐热耐碱放线菌-绿色糖单孢菌（Saccharomonospora viridis）为研究对象,探讨其产胞外木素过氧化物酶、木聚糖酶、纤维素酶的优化发酵条件。结果表明,其最佳碳氮源分别为葡萄糖和蛋白胨,最佳接种量为1％,不同的诱导底物对三种木质纤维降解酶有不同的诱导效果,其中麦草浆的诱导效果最好。在培养基中添加0．01mol／L的Mn^2＋和0．1％的土温80能够显著促进木质纤维降解酶的产生。在pH8．0,45℃条件下,培养120h后木素过氧化物酶的酶活达到最大0．36U／mL,培养156h后木聚糖酶和纤维素酶的酶活达到最大,最高酶活分别为18．46U／mL,10．42u／mL。用含有这三种酶的粗酶液对麦草烧碱蒽醌浆进行生物漂白表明,绿色糖单孢菌所产的木质纤维降解酶具有较好的漂白效果。     

磁性Fe3O4微粒对葵花籽壳酶水解的影响研究

将磁化后的Fe3O4微粒添加于葵花籽壳酶水解过程中, 分析在不同的Fe3O4添加量和不同的添加方法下, 葵花籽壳酶水解过程中纤维素酶酶活﹑纤维素转化率及还原糖浓度的变化特征, 研究磁性Fe3O4微粒对纤维素酶水解葵花籽壳的影响。并通过考察酶水解反应前后水解液的表面张力值和pH值的变化, 探讨和分析磁性Fe3O4微粒作用下纤维素酶的磁效应机制。结果表明, 磁性Fe3O4添加量为0.5 g/L~2.0 g/L时, 对纤维素酶酶活的提高﹑还原糖浓度的增加和纤维素的转化在48 h后表现出较明显的促进作用。磁性Fe     

Acremonium纤维素酶在玉米芯糖化中的应用

玉米芯作为一种木质纤维素类农业废弃物,同时也是生产生物乙醇的潜在原料。在玉米芯糖化过程中,纤维素酶的作用是十分关键的。本研究比较了里氏木霉纤维素酶、绿色木霉纤维素酶和Acremonium纤维素酶各相关酶活。其中Acremonium纤维素酶的滤纸酶活约是里氏木霉纤维素酶的6倍,是绿色木霉纤维素酶的8倍。其羧甲基纤维素酶活和绿色木霉纤维素酶基本相等。Acremonium纤维素酶的β-葡萄糖苷酶酶活是里氏木霉纤维素酶的38倍,以及绿色木霉纤维素酶的41倍。而Acremonium纤维素酶的木聚糖酶活只相当于绿色木霉纤维素酶的70%。这说明Acremonium纤维素酶降解纤维素的能力可能强于另两种纤维素酶,而降解半纤维素类物质的能力要弱于绿色木霉纤维素酶。在玉米芯糖化实验中,使用Acremonium纤维素酶的糖化液中产生的最高葡萄糖浓度比里氏木霉纤维素酶的高14%,比绿色木霉纤维素酶的高58%。Acremonium纤维素酶用量在10 FPU/g时,反应16 h就基本可以达到最佳效果,而另两种酶用量则需达到30 FPU/g,反应48h才能达到最佳效果。使用Acremonium纤维素酶的糖化液中产生的最高木糖浓度与里氏木霉纤维素酶相等,比绿色木霉纤维素酶低42%。而同时使用Acremonium纤维素酶及绿色木霉纤维素酶时,其糖化液中最高木糖浓度有所提高,比绿色木霉纤维素酶的高31%。Acremonium纤维素酶可以有效地应用于玉米芯糖化,为玉米芯的资源化提供一种可能的方案。     

纤维二糖发酵生产丙酮丁醇

分别考察C.acetobutylicum 810705、810706以不同浓度的麸皮和玉米粉添加物作为营养元素,纤维二糖直接进行丙酮丁醇(ABE)发酵的结果,发现2株菌对于玉米粉和麸皮的浓度变化趋势一致,C.acetobutylicum 810706转化率较高。纤维二糖ABE发酵工艺条件表明:玉米粉添加量为总糖含量的30%、底物糖质量浓度60 g/L,pH 6.5、温度35℃时,C.acetobutylicum 810706转化率达到37.38%,总溶剂质量浓度22.43 g/L,比葡萄糖、木糖ABE发酵转化率高。模拟纤维素酶水解产物配制混合糖培养基,其溶剂转化率较单独的葡萄糖、木糖发酵的转化率高,为34.95%。对比纤维素酶水解条件,C.acetobutylicum 810706具有优良的纤维素酶水解同步糖化ABE发酵能力。     

酶水解菊芋糖浆发酵生产琥珀酸的初步研究

用产菊粉酶的一株黑曲霉菌株进行产酶发酵条件和水解条件研究,在30℃,pH 6.0,摇床转速200 r/min,发酵时间为3 d的最适产酶条件下,酶活可以达到45.9 U/mL.以总糖含量为85.2 g/L的菊芋粉为初始底物,最适酶水解条件为温度50℃,加黑曲霉培养液的量为10%(v/v),水解12 h后,水解率达到99.6%.用此酶解液在5 L搅拌发酵罐中进行琥珀酸发酵,初始还原糖浓度53.5 g/L,36 h发酵产琥珀酸43.8 g/L,琥珀酸产率0.83 g/g,糖利用率99.0%,琥珀酸生产强度1.22 g/(L·h).     

水产动物益生菌乳酸杆菌LH发酵工艺的研究

目的从生产实际出发,对1株高效乳酸杆菌（Lactobacillus spp）LH进行液体发酵培养基优化及发酵条件研究。方法通过碳源、氮源、无机盐、促生长素等单因子筛选及正交试验设计获得以下最佳培养基：糖蜜12 g/L,酵母膏5 g/L,蛋白胨1 g/L,葡萄糖4 g/L,玉米浆3 g/L,乙酸钠5 g/L,NaC l 5 g/L,K2HPO42.5 g/L,KH2PO42.5 g/L,MgSO40.5g/L,MnSO40.25 g/L。在此培养基上研究了该菌株最佳发酵条件。结果培养基初始pH 6.0,接种量2%（v/v,相对装液量）,500 m l三角瓶中装液量为500 m l,发酵温度为30～35℃,静置培养。在最佳培养条件下,LH活菌量达到1.74×10^9CFU/m l。结论通过活菌平板计数法测定了乳酸杆菌LH生长曲线,24 h为最佳种龄,生产收获时间是36 h。     

纤维素酶水解啤酒糟的研究

研究了纤维素酶水解啤酒糟的适宜条件以及底物预处理方法对纤维素转化率和多糖水解率的影响。在适宜条件下,100g干啤酒糟可水解得10．8g还原糖。酶解液用于培养酵母菌提取麦角固醇,残渣是生产含菌体蛋白饲料的原料。     

碱预处理玉米芯米根霉同步糖化发酵产富马酸

以碱预处理玉米芯渣为原料,采用单因素优化方法优化米根霉同步糖化发酵产富马酸。在此基础上,研究米根霉利用碱预处理玉米芯渣的同步糖化发酵,并与纯糖发酵进行对比。结果表明:在50 g/L底物、(NH4)2SO4质量浓度0.71 g/L、纤维素酶用量20 FPIU(以1 g纤维素计)、Ca CO3加入量30 g/L、接种量10%(体积分数)和装液量50 m L的条件下,米根霉同步糖化发酵过程产富马酸13.78 g/L,而纯糖发酵富马酸生成量仅6.21 g/L。     

提高蛋白激发子产量的培养基及发酵条件的优化

为了进一步提高极细链格孢菌产蛋白激发子的产量,通过单因子和多因子试验与分析,筛选优化了适于极细链格孢菌产生蛋白激发子的培养基和培养条件,并检测了发酵过程中pH、还原糖、氨基氮和菌丝量变化以及与蛋白激发子产量的关系。结果表明,土豆淀粉和黄豆粉对蛋白激发子产量影响最大,其次是蛋白胨和无机盐。优化的发酵培养基主要成分（g／L）：碳源I 15、葡萄糖5、玉米淀粉5、土豆淀粉20、谷氨酸10、氮源I5、黄豆粉10、硫酸铵5。确定了优化的培养条件,调整培养基起始pH为7．0～7．5,将18h菌龄的种子培养液按10％接种量接种到装液量为75mL的500mL摇瓶中,在温度（28±1）℃、摇床转速180r／min下培养可获得理想的蛋白产量。在优化的培养基和培养条件下,发酵12～48h该菌进入对数生长期,48h进入稳定生长期,60h菌丝扣蛋白激发子产量达最高。蛋白产量与菌体生物量呈正相关,当还原糖、总糖量消耗到最低水平时,菌丝产量和蛋白激发子产量达最高。优化的培养基菌丝干重收率迭3．9g／100mL,蛋白激发子产量达到5．17g／L,比普通的土豆液体培养基提高近4倍。     

一株可利用甘蔗渣水解液发酵酒精的菌株筛选

甘蔗渣是一种制糖工业废料,主要含有丰富的纤维素类物质,纤维素类物质由五碳糖和六碳糖组成,通过粉碎,用1％NaOH碱预处理24h,在121℃、pH1．0的条件下水解1h,不同的酵母利用水解液发酵生产酒精的研究结果表明：假丝酵母1779能高效地利用水解液中的葡萄糖、木糖,转化生产酒精,发酵48h,测得发酵液中的酒精含量达0．978g／100mL,折合成干物质转化率为13．04％。     

产酸克雷伯氏杆菌发酵产2，3-丁二醇的培养基优化

采用不同设计方法相结合的策略对耐高糖产酸克雷伯氏杆菌（Klebsiella oxytoca）ME—UD-3-4发酵产2,3-丁二醇的培养基进行优化。首先在单因素实验的基础上采用Plackett—Burrnan设计法对影响ME—UD-3-4发酵产2,3-丁二醇的相关因素进行研究,筛选到3种有显著效应的因素（P〈0．05）：葡萄糖、玉米浆和MgSO4·7H2O。然后利用响应曲面法（Response Surface Methodology,RSM）对这3种因素的最佳水平范围进一步探讨;对得到的回归模型进行分析,得最佳条件（g／L）：葡萄糖220、玉米浆19和MgSO4·7H2O 0．4;在最佳条件下,发酵80h,2,3-丁二醇产量从原来的57．3 g／L提高到86．1 g／L,生产强度由0．72g／（L·h）提高到1．08g/（L·h）。     

康氏木霉(P2)纤维素酶转化蔗髓纤维素成糖及生产SCP

在30升卧式酶解罐和5升标准发酵罐中,进行了以蔗髓纤维素为基质,用康氏木霉(Trichoderma koningii)P2菌株产生的纤维素酶水解成糖生产单细胞蛋白的试验。10%的底物浓度可以得到较高的转化率。最适搅拌速度为10r/min,用酶量为2.21u/g底物,50℃酶促水解24小时,酶解液中还原糖含量为3—4%,底物得糖率49.5%,全纤维素转化率73.8%。用该酶解糖生产单细胞蛋白,试验了5升标准罐培养酵母的最适条件。