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木质纤维素生物质转化与利用的研究

作　者: 邓敏
导　师: 龙敏南
学　校: 厦门大学
专　业: 微生物学
关键词: 灰绿曲霉EU7-22 甘蔗渣 预处理 纤维素降解酶
分类号: S216.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


木质纤维素生物质资源的开发与利用一直是国内外研究的热点,而甘蔗渣作为一种工农业废弃物也受到越来越多的关注。采用稀硫酸法对甘蔗渣进行预处理,其最佳处理条件为:按1:3（g drybiomass/mL H2SO4）的比例添加2%H2SO4,125℃处理20 min,预处理过程中还原糖得率可达到31.57%（w/g甘蔗渣）。通过场发射扫描电子显微镜观察比较,甘蔗渣在经过酸预处理以及纤维素酶解处理后,其表面结构被破坏,呈溃烂状。将蔗渣分为两部分,分别以2%H2SO4与2.5%NaOH进行预处理,将两部分甘蔗渣等比例混合后进行酶解糖化,糖化液用于发酵产乙醇,乙醇浓度可达6.82g/L。灰绿曲霉（Aspergillus glaucus）EU7-22能利用甘蔗渣固态发酵产纤维素降解酶。A.glaucus EU7-22固态发酵产纤维素降解酶最适条件为:培养基含水量75%,培养基中蔗麸比为1:1,30℃发酵3 d,FPA酶活可以达到32.5 IU/g。纤维素酶固态曲对经过稀酸预处理的甘蔗渣进行酶解糖化的最优条件为:当酶添加量为15.0 IU/g底物,底物含量为15%,50℃酶解30 h,还原糖浓度为74.19 g/L。A glaucus EU7-22在以蔗渣为底物的培养基上发酵产纤维素降解酶为完整纤维素酶系。A.glaucus EU7-22所产粗酶液,经硫酸铵沉淀、Phenyl 6 Fast Flow（high sub）疏水层析和Sephacryl S-200凝胶层析,分离纯化出了内切-β-1,4-葡聚糖酶（EG）、β-葡萄糖苷酶以及木聚糖酶。通过SDS-PAGE电泳凝胶电泳分析,其分子量分别为27.0 kD、56.2 kD和42.6 KD)。已纯化的EG（比活15.92 IU/mg）为单亚基蛋白,其最适酶促反应温度与pH分别为50℃与3.0,且EG在pH 3.0条件下,酶活稳定性最佳。木聚糖酶与β-葡萄糖苷酶的最适酶促反应温度分别为65℃与70℃,适合酶促反应的pH范围分别为5.0～5.5与4.0～6.0。两种酶在pH 5.0时,酶稳定性较高。

全文目录


摘要  8-10
Abstract  10-12
第1章 前言  12-41
  1 木质纤维素生物质  12-27
    1.1 木质纤维素生物质的组成  14-17
    1.2 木质纤维素生物质预处理技术  17-24
    1.3 固态发酵产纤维素降解酶  24-25
    1.4 木质纤维素生物质燃料乙醇工业化概况  25-27
  2 纤维素降解酶  27-39
    2.1 纤维素酶  27-32
    2.2 半纤维素酶  32-35
    2.3 纤维素降解酶蛋白的纯化技术发展  35-37
    2.4 纤维素降解酶的分子生物学研究  37
    2.5 纤维素降解酶的应用  37-39
  3 本论文的研究内容和意义  39-41
第2章 甘蔗渣预处理  41-66
  1 材料与方法  41-50
    1.1 实验材料  41-42
    1.2 主要仪器  42-43
    1.3 实验方法  43-50
  2 结果分析与讨论  50-64
    2.1 灰绿曲霉EU7-22酶活测定  50
    2.2 稀酸法预处理甘蔗渣  50-56
    2.3 甘蔗渣成分测定  56-57
    2.4 甘蔗渣SEM分析  57-58
    2.5 5-羟甲基糠醛成分的测定  58-60
    2.6 酶解糖化条件优化  60-61
    2.7 甘蔗渣混合预处理  61-64
  3 小结  64-66
第3章 灰绿曲霉EU7-22的固态产酶条件优化  66-74
  1 材料与方法  66-67
    1.1 实验材料  66
    1.2 主要仪器  66-67
    1.3 实验方法  67
  2 结果与分析  67-72
    2.1 灰绿曲霉EU7-22固态产酶发酵条件优化  67-70
    2.2 灰绿曲霉EU7-22酶解蔗渣产糖  70-72
  3 小结  72-74
第4章 酶蛋白的分离纯化研究  74-98
  1 材料与方法  74-82
    1.1 实验材料  74-76
    1.2 主要仪器  76
    1.3 实验方法  76-82
  2 结果分析与讨论  82-95
    2.1 木聚糖酶分离纯化  82-86
    2.2 内切-β-1,4-葡聚糖酶分离纯化  86-90
    2.3 β-1,4-葡萄糖苷酶分离纯化  90-95
  3 小结  95-98
第5章 结论与展望  98-100
参考文献  100-109
致谢  109

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中图分类: > 农业科学 > 农业工程 > 农业动力、农村能源 > 生物能（生物质能）的应用 > 植物能源
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