【摘要】：本文以玉米秸稈為研究對象,研究了堿過氧化氫預(yù)處理方法中,阿魏酸(Ferulic acid,簡寫FA)和對香豆酸(p-Coumaric acid,簡寫PCA)等抑制物的釋放,對玉米秸稈酶解的抑制情況。通過測定酶活確定抑制物對纖維素酶的影響,以微晶纖維素為底物,測定酶促反應(yīng)動力學(xué)確定抑制物對酶的抑制機(jī)制;并測定抑制物對酵母生長發(fā)酵的影響。采用NREL方法測定玉米秸稈中主要成分,根據(jù)纖維素和半纖維素含量確定之后實(shí)驗(yàn)纖維素酶加量。測定堿過氧化氫方法預(yù)處理過程中阿魏酸和對香豆酸的釋放情況,10%底物濃度時(shí),阿魏酸和對香豆酸釋放量分別為0.14 g/L和0.4g/L。通過水洗去除抑制物,對比水洗前后玉米秸稈酶解效果,研究阿魏酸和對香豆酸對酶解的影響,水洗后葡萄糖酶解效率提高近15%。通過酶解的優(yōu)化,確定纖維素酶的最佳酶解條件為加酶量為20 mg/g底物,溫度為52℃,pH為5.0。在此條件下以微晶纖維素為底物,研究了兩種抑制物對其酶解的影響;通過測定纖維素酶酶活,確定阿魏酸和對香豆酸對纖維素內(nèi)切酶抑制較明顯;研究了纖維素酶酶促反應(yīng)動力學(xué),確定了其抑制類型為競爭性抑制劑,并進(jìn)一步探究了兩種抑制物的抑制基團(tuán)為甲氧基和酚羥基。同時(shí)本文還探究了阿魏酸和對香豆酸對酵母發(fā)酵的影響。添加不同濃度的抑制劑,通過測定生長曲線研究抑制物對酵母生長的影響,發(fā)現(xiàn)阿魏酸比對香豆酸抑制作用強(qiáng):阿魏酸濃度為1 g/L時(shí),酵母受到嚴(yán)重抑制,而對香豆酸濃度為2g/L時(shí),酵母才會受到相同抑制效果;通過測定糖消耗和乙醇產(chǎn)量抑制物對酒精發(fā)酵的影響。
【圖文】：

測定結(jié)果如圖2.1 所示，纖維素、半纖維素含量分別為 38.05%和 28.41%，兩者之和大約占總體含量的 66%左右，說明玉米秸稈中纖維素和半纖維素含量較高，適合作為纖維素燃料乙醇的原材料。其次是木質(zhì)素含量大約為 28.11%，其中酸不溶性木質(zhì)素含量較多，大約為 25.85%，而酸溶性木質(zhì)素只占 2.26%�；曳趾看蠹s是 4.24%，只占總質(zhì)量的很少小部分，而其他一些物質(zhì)含量僅為總質(zhì)量的 1.19%。這與其他相關(guān)研究成分稍微有些差異[26,49]，，這可能是因?yàn)樵虾皖A(yù)處理方法不同造成的。2.3.2 預(yù)處理過程抑制物的釋放玉米秸稈中阿魏酸和對香豆酸大多以酯鍵或者醚鍵與碳水化合物和木質(zhì)素相連接[50]。利用堿過氧化氫方法預(yù)處理玉米秸稈

用幾種與阿魏酸和對香豆酸結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)加入到微晶纖維素酶解過程中，通過酶解情況來對比幾種物質(zhì)對纖維素酶酶解的影響，從而確定兩種抑制物中對纖維素酶有抑制作用的功能性官能團(tuán)。如下圖3.1所示：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)底物濃度為5%，加酶量為 20mg/g 纖維素，五種物質(zhì)濃度分別設(shè)置 0，0.25，0.5，1，2g/L。準(zhǔn)確稱取 0.25g 微晶纖維素，放在帶蓋玻璃瓶內(nèi)，用移液器加入用緩沖液配制的四種不同物質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：齊魯工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ920.6;TQ223.122

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本文編號：2695174