【摘要】：利用自然界廣泛存在的木質(zhì)纖維原料生產(chǎn)生物乙醇,作為新能源進(jìn)行利用是現(xiàn)在世界各國(guó)正在攻關(guān)的課題之一。將木質(zhì)纖維原料轉(zhuǎn)化為生物乙醇的過程分為原材料的預(yù)處理,酶解,發(fā)酵和乙醇蒸餾階段。預(yù)處理階段的目的是破壞阻礙酶解糖化的生物質(zhì)結(jié)構(gòu),使纖維素與生物酶能夠充分接觸,進(jìn)而取得良好的水解效果。然而,預(yù)處理之后物料中的殘留木質(zhì)素會(huì)在酶解過程中對(duì)纖維素酶產(chǎn)生吸附作用,影響纖維素酶解效率。研究預(yù)處理對(duì)木質(zhì)素吸附纖維素酶的影響,是一個(gè)重要的研究方向。本論文利用提取自不同預(yù)處理方法前后的纖維素酶解木質(zhì)素和草酸青霉JU-A10-T發(fā)酵的酶液,通過研究預(yù)處理前后木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)性質(zhì)變化與對(duì)纖維素酶吸附能力之間的關(guān)系,在分別經(jīng)過稀酸預(yù)處理、堿預(yù)處理和亞硫酸鹽預(yù)處理之后發(fā)現(xiàn),稀酸預(yù)處理主要使玉米秸稈的半纖維素發(fā)生降解,堿預(yù)處理中,木質(zhì)素發(fā)生部分降解,但亞硫酸鹽預(yù)處理時(shí),木質(zhì)素和半纖維素都發(fā)生了降解。同時(shí),預(yù)處理對(duì)材料中木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)的影響也會(huì)有差異。在稀酸預(yù)處理過程中木質(zhì)素發(fā)生了縮合；堿預(yù)處理過程中木質(zhì)素主要發(fā)生了降解；亞硫酸鹽預(yù)處理之后,木質(zhì)素發(fā)生了移位降解。另外,本文還利用草酸青霉菌種A10-T發(fā)酵生產(chǎn)的纖維素酶粗酶液與從不同方法預(yù)處理之后的玉米秸稈中提取的木質(zhì)素進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)提取自稀酸預(yù)處理后的玉米秸稈中的木質(zhì)素,對(duì)纖維素酶的吸附作用比堿性預(yù)處理和亞硫酸鹽預(yù)處理后原料中的木質(zhì)素吸附能力要強(qiáng),而未處理秸稈中木質(zhì)素的吸附能力相對(duì)較弱。經(jīng)過蛋白質(zhì)相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),不同預(yù)處理后秸稈中提取的木質(zhì)素,對(duì)纖維素酶液中不同分子量的酶蛋白的吸附效果也有差異,但所有木質(zhì)素樣品吸附比較明顯的纖維素酶蛋白都集中在25-70KDa左右。不同預(yù)處理秸稈樣品中的木質(zhì)素與纖維素酶作用后,對(duì)纖維素酶各酶活力的影響情況各不一樣。就本文使用的木質(zhì)素樣品而言,吸附后酶液中外切葡聚糖酶的活力降低最大,其次為內(nèi)切葡聚糖酶,但對(duì)木聚糖酶和p-葡萄糖苷酶的影響稍有差異。稀酸預(yù)處理后秸稈樣品中木質(zhì)素對(duì)各種纖維素酶的影響最強(qiáng),其次是亞硫酸鹽預(yù)處理木素,最弱的是沒有經(jīng)過預(yù)處理的木質(zhì)素。結(jié)合粗酶液和部分純化之后的蛋白樣品的雙向電泳,對(duì)電泳膠進(jìn)行蛋白質(zhì)點(diǎn)統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)木質(zhì)素對(duì)纖維素酶的吸附作用主要集中在CBH、EG、Xyn三大種酶上。而不同的木質(zhì)素,對(duì)不同纖維素酶種類的吸附量也不一樣。從未經(jīng)任何預(yù)處理的玉米秸稈中提取的木質(zhì)素主要吸附木聚糖酶和EG。從經(jīng)過稀酸預(yù)處理玉米秸稈中提取的木質(zhì)素和從經(jīng)過堿預(yù)處理玉米秸稈中提取的木質(zhì)素均對(duì)CBH和木聚糖酶以及EG主要吸附。從經(jīng)過亞硫酸鹽預(yù)處理玉米秸稈中提取的木質(zhì)素除了主要吸附CBH、EG、木聚糖酶三種酶以外,對(duì)葡萄糖淀粉酶的吸附也非常強(qiáng)烈。這些數(shù)據(jù)的研究為尋找有效控制酶解過程中木質(zhì)素影響的方法打下了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：S216.2

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本文編號(hào)：2694640