纤维素酶生产技术

利用可再生的纤维素资源生产燃料乙醇是克服能源危机的有效途径之一,半个世纪以来我国在这方面已投入了大量的财力．物力进行工业化相关研究。。整体工艺流程是,纤维素首先经过水解得到葡萄糖．然后经过酒精酵母发酵即可得到乙醇．经蒸馏,脱水制成无水乙醇后可用于配制乙醇汽油．作为汽车燃料。纤维素水解产生葡萄糖有化学法和酶法。化学法一般采用稀酸水解．酸性废液严重污染环境,     

酸解纤维素酒精发酵的毒性问题

目前 ,纤维素的酒精发酵主要有两种方法 :一种是酸水解法 ,另一种是酶解法。虽然经过 2 0多年研究 ,在纤维素的酶法水解方面有了一定进展[1,2 ] ,但是与酸法水解发酵相比较 ,仍存在很多不足之处 ,如 :纤维素的酶解效率不高 ,原料没有被充分利用 ,生产周期长 ,成本高。因此 ,纤维素酒精发酵在目前仍以酸法水解工艺为主。这一工艺已经比较成熟 ,目前生产中存在的主要问题就是关于水解产物对发酵微生物的“毒性问题” ,近年来 ,在这方面的研究较多 ,也取得了一定进展。1　纤维素酸解产物对发酵微生物的抑制作用1 1　纤维素类原料水解过程中各物…     

高效低成本纤维素酶诱导物的制备、筛选及应用

本研究利用玉米芯、甘蔗渣、脱木素木糖渣及粗纤维诱导里氏木霉产纤维素酶,对4种材料进行成份测定,然后以逐步添加的方式与微晶纤维素混合诱导里氏木霉产纤维素酶,和使用微晶纤维素诱导产酶对比,玉米芯含有的纤维素代替总纤维素的50%时,酶活力降低2个单位,蛋白减少0.8 g左右,其酶水解能力降低0.4%,对其产纤维素酶的水解能力没产生不利影响。甘蔗渣纤维素替代量可以达到30%,酶活力有1个单位的降低,蛋白分泌降低0.5 g左右,酶的水解能力提高7%左右。脱木素木糖渣纤维素替代量也可达到50%,酶活力和蛋白降低分别达到0.5个单位和0.2 g左右,酶水解能力降低了4.45%。粗纤维的利用可以达到100%替代,对里氏木霉产酶的酶活力影响有0.3个单位之差,水解能力降低1.625%。这说明这几种物质可以部分替代或者完全替代微晶纤维素,诱导里氏木霉发酵产纤维素酶,特别是由玉米芯和甘蔗渣制备的脱木素木糖渣和粗纤维有着较高的应用前景。该研究对降低纤维素酶的生产成本及其工业化应用具有重要意义。     

白蚁及共生微生物木质纤维素水解酶的种类

白蚁是热带生态系统重要的木质纤维素降解者。白蚁种类丰富,可分成高等白蚁和低等白蚁,食性也具有各自特点。白蚁自身可以产生纤维素酶,主要是GHF9的内切葡聚糖酶(EG),也有β-葡萄糖苷酶(GB)。低等白蚁共生的原虫中已发现丰富的纤维素酶基因,属于GHF5,7和45。同时还有其他相关功能基因,如木聚糖酶和果胶类物质水解酶。高等白蚁肠道中没有共生原虫。高等培菌白蚁可以利用共生蚁巢伞属真菌促进木质纤维素降解,真菌可以产生纤维素酶,果胶质水解酶类、木聚糖酶,同时还产生可能与木质素分解相关的一种漆酶,但是从分子水平,关于共生真菌纤维素水解酶的研究还较少。白蚁肠道已分离出许多具有木质纤维素降解能力的菌株,最近的研究也发现了大量细菌纤维素酶基因。白蚁-共生系统丰富的木质纤维素水解酶类为发展生物方法开发纤维素乙醇这一思路提供有价值的资源。     

纤维素生物质新型水解技术的研究进展

纤维素生物质水解技术是生物质资源转化的关键技术之一,在传统的酸水解和酶水解技术基础上,近年来出现了一些新型的水解技术,它们一般都具有绿色高效、对环境友好等特点;回顾并综述了纤维素生物质水解技术的最新进展,并对纤维素生物质水解技术的发展研究方向提出了设想.     

快速识别纤维素分解菌的新方法

纤维素是光合作用产生的主要物质之一,每年约有1．5X10“t。在自然界,纤维素的分解利用是生物圈中物质循环的重要内容,是维持土壤活力的重要因素,其数目是确定土壤肥力的重要生态指标。鉴于世界范围蛋白资源的短缺,人们也寄希望于纤维废物再资源化可成为开发蛋白资源的新产业。因此,寻找一种快速筛选和计数纤维分解菌的方法是重要的。目前常采用的纤维素琼脂平板法直接分离纤维分解菌,但计数结果有较大偏差,其菌落难于同其它微生物类型菌落相区别。而采用非选择性培养基广泛地分离微生物,然后—一进行鉴定,常受时间和实验条件的…     

一种木质纤维素类生物质水解重整制备生物汽油的方法

本发明公开了一种以木质纤维素类生物质为原料水解重整制备生物汽油的方法。该方法将木质纤维素类生物质的水解原料液直接进入水相催化重整系统,     

根霉菌利用木质纤维素发酵生产有机酸的研究进展*

木质纤维素是世界上储量最丰富、最廉价的可再生生物质资源,利用木质纤维素发酵生产有机酸具有重大的经济效益及社会效益。为发掘影响木质纤维素利用的关键因素,对根霉菌的木糖代谢途径以及利用木质纤维素发酵生产乳酸、富马酸等重要有机酸的生产方式、发酵策略等进行了阐述,指出针对木糖的转化率是制约木质纤维素高效利用的瓶颈。     

纤维素乙醇统合加工过程中的酵母多酶共展示体系研究进展

利用统合生物加工过程(Consolidated bioprocessing,CBP)生产纤维素乙醇是目前国内外的研究热点。CBP需要一种“集成化”微生物,既能生产水解木质纤维素的多种酶类又能利用水解木质纤维素产生的糖类发酵产乙醇。以酿酒酵母表面展示技术为依托,建立CBP菌株多酶共展示体系的研究主要分为以下两个方向：一是直接将纤维素酶展示在细胞表面,即非复合型纤维素酶体系;另一种是通过表面展示纤维小体(Cellulosome)将纤维素酶间接地锚定在细胞表面,即复合型纤维素酶体系,本文主要从以上两个方向阐述了近几年对于纤维素乙醇生物统合加工过程的研究进展。因纤维小体对纤维素的降解能力比非复合型纤维素酶体系更强,所以其在酿酒酵母细胞表面的组装研究受到越来越多的关注,为了更深入透彻地了解纤维小体的酵母展示技术,文中对纤维小体的结构与功能及其在纤维素乙醇发酵中的应用研究进行重点论述,并对该领域的发展方向进行展望。     

微生物利用木质纤维素的研究进展

木质纤维素原料是世界上最为丰富的资源之一,可用作微生物发酵生产高附加值生物化学品的原料。与传统用于微生物发酵的可食用生物质原料相比,目前微生物利用木质纤维素还存在以下几个关键问题:开发经济有效的木质纤维素预处理工艺、提高微生物对木质纤维素水解液中第二大单糖木糖的有效利用水平、增强微生物对木质纤维素水解液中混糖的综合利用能力以及提高微生物对木质纤维素水解液中糠醛、乙酸等发酵抑制物的耐受能力。综述了近年来国内外针对这几个关键问题的最新研究成果。为今后微生物大规模利用木质纤维素进行商业生产提出了展望和建议。     

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.     

烟草杆化学组成的研究

对烟划杆化学组成进行了初步分析,并对烟杆综纤维素的糖基比进行了气相色谱分析,结果表明烟草杆是一种有利用价值的纤维资源。     

纤维素酶基因的克隆和表达

纤维素酶是可以分解纤维素的酶。纤维素的单体是葡萄糖,葡萄糖之间通过β-1、4糖苷键连接成纤维素的大分子。从理论上说纤维素水解后可以转变成葡萄糖。但由于天然纤维素为一不溶性聚合物,目前通过纤维素酶酶介途径利用纤维素废物与达到实用阶段还有一段距离。一般认为从纤维素到葡萄糖的转变需要β-1,4葡聚糖内切酶[E、C、3、2、1、4]、     

乙酰木聚糖酯酶研究进展

半纤维素是一类丰富可再生而又亟待开发利用的生物质资源,将半纤维素降解为糖类进而生产木糖醇及其它化学品是利用生物质资源的关键一步。乙酰木聚糖酯酶是降解半纤维素的一个重要酶,它能够水解乙酰化木聚糖中的木糖残基上的2位和3位的O 乙酰基,在工业、农业及食品业具有广阔的应用前景。综述了乙酰木聚糖酯酶的分类、酶学性质、催化机制、基因克隆和协同酶解等方面的研究进展,同时对该研究进行了展望。     

纤维素高效降解菌的筛选

我国农作物秸秆资源丰富,常不能有效利用,甚至被集中焚烧,造成环境污染,因此研究农田秸秆的人工快速促腐技术对此类资源的再生利用以及减少环境污染具有重要的意义。已有研究表明,利用投加纤维素高效降解菌的方法可有效促进农作物秸秆与稻壳的快速腐解,且经济、有效。纤维素是地球上数量最大的一种可再生资源,研究者们多年来在利用纤维素资源方面一直做着不懈的努力。其中,好氧丝状真菌对纤维素的降解能力受到人们的关注并得到深入的研究。好氧丝状真     

鸡尾酒δ整合策略构建表达三类纤维素酶的酿酒酵母工程菌株及初步评价

木质纤维素乙醇具有替代化石燃料的潜力,其生产过程包括生物质预处理、纤维素酶生产、水解和发酵等多个步骤。将纤维素酶生产、水解和发酵组合在一起的统合生物加工过程（consolidated bioprocessing,CBP）由于能降低水解和发酵成本而具有应用于纤维素乙醇生产的潜力,该技术的关键是构建能有效降解纤维素的工程菌株,而构建表达纤维素酶的酿酒酵母即是其中一种选择。采用鸡尾酒多拷贝δ整合的策略将7种纤维素酶基因（Trichoderma reesei cbh1、cbh2和egl2,Aspergillus aculeatus cbh1、egl1和bgl1）表达盒整合至酿酒酵母W303-1A染色体上,经4轮整合筛选得到菌株LA1、LA2、LA3和LA4。对这4个菌株进行纤维素酶活性测定,结果表明从LA1到LA3各种纤维素酶活性呈递增趋势,而LA4的酶活性与LA3的酶活水平相当。对菌株LA3进行酸碱预处理玉米芯料的发酵评价,结果表明：①在外加商品化纤维素酶的情况下,与对照菌株W303-1A和AADY相比,LA3能有效利用纤维素料发酵产醇;②与分步整合的菌株W3相比,发酵性能更优;③培养基中的营养成分影响菌株发酵性能。这些结果表明,鸡尾酒δ整合是一种有效的构建酿酒酵母CBP菌株的方法。     

纤维素酶基因克隆及应用前景

纤维素占植物总干重的30％～50％,是地球上分布最广、含量最丰富的碳水化合物。据报道,全球每年通过光合作用产生的植物物质高达1.55×10~9吨,其中89％尚未被人类利用。我国纤维素资源也很丰富,仅农作物秸杆、皮壳一项,每年即可达数亿吨。纤维素的利用与转化对于解决前世界能源危机,粮食短缺、环境污染等问题具有重要意义。     

酿酒酵母纤维素乙醇统合加工(CBP)的策略及研究进展

木质纤维素乙醇的统合生物加工过程(Consolidated bioprocessing,CBP)是将纤维素酶和半纤维素酶生产、纤维素水解和乙醇发酵过程组合或部分组合,通过一种微生物完成。统合生物加工过程有利于降低生物转化过程的成本,越来越受到研究者的普遍关注。酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae是传统的乙醇发酵菌株。介绍了影响外源基因在酿酒酵母中表达水平的因素,纤维素酶和半纤维素酶在酿酒酵母中表达研究进展及利用酿酒酵母统合加工纤维素乙醇的策略。     

一种纤维素分解菌鉴别培养基

一种新的鉴别性纤维素刚果红培养基,含酸洗纤维素为唯一碳源和染料刚果红,产纤维素酶菌株在其上形成浓郁红色水解圈,明显区别于其它微生物类群,方便纤维素分解菌的筛选和计数。     

瘤胃纤维素降解菌的分离鉴定及其纤维素降解特性

纤维素是地球上最丰富的可再生有机资源,但是其不溶于水和有机溶剂的难降解特性限制了它的利用.多年来,研究者们在利用纤维素资源方面做着努力,其中,利用微生物产生的纤维素酶降解纤维素,具有条件温和、产物产率高和无二次污染等特点,成为目前较有效且更接近自然的一种纤维素处理方法.同时,由微生物产生的纤维素酶在食品、酿酒、造纸、饲料和纺织等行业也有着广泛的应用.