青霉纤维素酶组份分离与纤维素生物质预处理研究

摘要

纤维素生物质是地球上最丰富的可再生资源，其资源化或能源化利用是目前国内外研究的热点。蔗渣作为一种大宗糖业固体废弃物，其开发利用正受到越来越多的关注。 Penicillium sp.T24-2是一株降解蔗渣能力较强的丝状真菌，其固态发酵所产粗酶液，经阴离子交换柱DEAE-Sepharose Fast Flow层析后，分离出两种β-葡萄糖苷酶。通过SDS-PAGE凝胶电泳分析，确定其分子质量约分别为20 kDa、35 kDa。已纯化的两种β-葡萄糖苷酶均为单亚基蛋白，其酶促最适反应温度分别为60℃、45℃；最适酶促反应pH值分别为pH4.5、pH5.0。 对3，5-二硝基水杨酸(DNS)试剂测定还原糖方法的研究表明：酸、铵盐、镁盐等均对DNS法测定还原糖有严重的干扰作用，酸与OH-结合生成水，铵盐易形成挥发性气体(如氨气等)，镁盐可形成不溶性物质。对纤维素酶CMC酶活力测定方法进行研究，结果表明，酶稀释度、酶促反应温度、pH、反应时间、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)浓度等对CMC酶活力测定有重要影响。 对碱处理蔗渣成分的研究表明，碱处理主要除去了蔗渣中的大部分中性洗涤剂溶出物以及一部分的半纤维素和木质素。采用稀碱对蔗渣进行预处理，研究发现：处理温度与时间，碱液的种类、浓度与添加量、以及某些盐类(如亚硫酸钠等)对处理后蔗渣的酶解效果有明显影响。选用强碱，在较高的处理温度、较长的处理时间、较高的浓度下，或在碱液中添加适当浓度的亚硫酸钠，可以大大提高处理后蔗渣的酶解效果。然而，碱处理蔗渣不适合Penicillium sp.T24-2固态发酵制备纤维素酶。

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第1章绪论

1.1纤维素生物质

1.1.1纤维素

1.1.2半纤维素

1.1.3木质素

1.2纤维素生物质预处理

1.2.1物理法

1.2.2化学法

1.2.3物理-化学法

1.2.4生物法

1.3纤维素生物质的糖化

1.3.1纤维素酶酶解机理

1.3.2纤维素酶纯化技术

1.4还原糖与纤维素酶活力测定

1.4.1纤维素酶单酶组份活力测定

1.4.2纤维素酶综合活力的测定方法

1.5本论文研究的内容与意义

第2章纤维素酶活力测定与分离纯化

2.1材料与方法

2.1.1实验材料

2.1.2仪器和设备

2.1.3实验方法

2.2结果分析与讨论

2.2.1还原糖测定影响因素

2.2.2酶活力测定影响因素

2.2.3 β-葡萄糖苷酶的分离纯化

2.2.4 β-葡萄糖苷酶理化性质研究

2.3小结

第3章纤维素生物质预处理研究

3.1材料与方法

3.1.1实验材料

3.1.2主要仪器

3.1.3实验方法

3.2结果分析与讨论

3.2.1蔗渣成分的测定

3.2.2青霉T24-2(Penicillium sp.T24-2)粗酶液酶活测定

3.2.3碱处理蔗渣对酶解率的影响

3.2.4碱处理蔗渣对固态发酵产酶的影响

3.3小结

第4章结论与讨论

4.1结论

4.2展望

参考文献

致谢