木聚糖酶强化纤维素酶对植物纤维的水解

摘要

本论文研究了木聚糖酶强化纤维素酶水解反应,并将超滤技术应用于酶解反应过程中,旨在提高酶水解糖得率. 在间歇操作酶解反应中,分别研究了纤维素酶水解玉米芯,木聚糖酶强化纤维素酶水解玉米芯的情况.分别考察了纤维素酶水解反应中糖得率与酶用量、糖得率与反应时间的关系;木聚糖酶强化纤维素酶水解反应中糖得率与木聚糖酶的添加量、糖得率与反应时间的关系.纤维素酶水解反应添加一定量的木聚糖酶可以一定程度上提高糖得率. 将超滤技术应用于酶解过程中,采用半间歇操作.考察了半间歇操作中,纤维酶活力分别为50、100FPIU/g条件下,糖得率与反应时间的关系,以及与间歇操作相比糖得率的变化情况.采用半间歇操作的酶解--超滤耦合系统对于提高产糖得率是有效果的. 采用半间歇操作,木聚糖酶强化纤维素酶水解反应,糖得率提高效果更加明显.在纤维素酶活力为50 FPIU/g,添加木聚糖酶的量分别为20、40、80 IU/g时,糖得率分别提高13.18、17.80、19.17％.纤维素酶活力为100 FPIU/g时分别提高21.82、21.28、19.96％. 在半间歇操作中,木聚糖酶强化纤维素酶水解反应,单位质量酶蛋白产糖量明显提高.在纤维素酶活力为50 FPIU/g,添加的木聚糖酶量分别为20、40、80IU/g时,单位质量酶蛋白产葡萄糖量分别提高5.84、8.06、15.84％;单位质量酶蛋白产纤维二糖略有提高.纤维素酶活力为100 FPIU/g时,单位质量酶蛋白产葡萄糖量分别提高8.38、8.94、10.06％;单位质量酶蛋白产纤维二糖量分别提高13.56、13.28、13.39％.

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致谢

前言

2文献综述

2.1植物纤维原料

2.1.1纤维素

2.1.2半纤维素

2.1.3木质素

2.1.4植物纤维素的利用

2.2维素酶

2.3植物纤维素的酶水解

2.3.1植物纤维的预处理

2.3.2植物纤维的糖化

2.4植物纤维的多酶水解工艺

2.5酶解反应与膜分离耦合

3材料与方法

3.1原材料分析

3.1.1实验材料

3.1.2实验仪器

3.1.3玉米芯中葡萄糖和木糖分析

3.2酶活力的测定

3.2.1原理：

3.2.2 DNS试剂的配制

3.2.3葡萄糖/木糖标准曲线的绘制

3.2.4主要试剂和仪器

3.2.5纤维素酶活的测定(滤纸酶活)

3.2.6木聚糖酶活力的测定

3.3酶的最佳反应温度、pH值研究

3.3.1材料与仪器

3.3.2柠檬酸一磷酸氢二钠缓冲溶液配置

3.3.3纤维素酶最适反应温度的测定

3.3.4纤维素酶最适反应pH的测定

3.3.5纤维素酶贮存稳定性

3.3.6木聚糖酶最适反应温度的测定

3.3.7木聚糖酶最适反应pH的测定

3.4间歇酶解反应

3.4.1材料与仪器

3.4.2间歇纤维素酶解反应

3.4.3间歇木聚糖酶强化纤维素酶水解反应

3.5酶解反应和超滤耦合

3.5.1材料与仪器

3.5.2超滤分离过程设计

3.5.3实验装置图

3.5.4半间歇酶解

3.6检测方法

3.6.1酶解液中的糖组成测定

3.6.2电镜分析

3.6.3红外扫描

4结果与讨论

4.1酶的最佳反应温度、pH值研究

4.1.1酶的最佳反应温度研究

4.1.2酶的最佳反应pH值研究

4.1.3酶贮存稳定性

4.1.4小结

4.2间歇玉米芯酶水解反应

4.2.1玉米芯纤维素酶水解过程

4.2.2木聚糖酶强化玉米芯的水解过程

4.2.3酶解残渣电镜图分析

4.2.4酶解渣红外光谱分析

4.2.5小结

4.3半间歇酶解反应

4.3.1反应流程图

4.3.2酶解反应—超滤分离耦合系统中纤维素酶、木聚糖酶的稳定性

4.3.3渗透液HPLC谱图分析

4.3.4半间歇操作时，纤维素酶水解过程

4.3.5半间歇操作，木聚糖酶强化玉米芯酶水解反应

4.3.6小结

全文小结

参考文献