【摘要】：本文以玉米秸稈為研究對(duì)象,研究了堿過(guò)氧化氫預(yù)處理方法中,阿魏酸(Ferulic acid,簡(jiǎn)寫(xiě)FA)和對(duì)香豆酸(p-Coumaric acid,簡(jiǎn)寫(xiě)PCA)等抑制物的釋放,對(duì)玉米秸稈酶解的抑制情況。通過(guò)測(cè)定酶活確定抑制物對(duì)纖維素酶的影響,以微晶纖維素為底物,測(cè)定酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)確定抑制物對(duì)酶的抑制機(jī)制;并測(cè)定抑制物對(duì)酵母生長(zhǎng)發(fā)酵的影響。采用NREL方法測(cè)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(cè)定堿過(guò)氧化氫方法預(yù)處理過(guò)程中阿魏酸和對(duì)香豆酸的釋放情況,10%底物濃度時(shí),阿魏酸和對(duì)香豆酸釋放量分別為0.14 g/L和0.4g/L。通過(guò)水洗去除抑制物,對(duì)比水洗前后玉米秸稈酶解效果,研究阿魏酸和對(duì)香豆酸對(duì)酶解的影響,水洗后葡萄糖酶解效率提高近15%。通過(guò)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(duì)其酶解的影響;通過(guò)測(cè)定纖維素酶酶活,確定阿魏酸和對(duì)香豆酸對(duì)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(dòng)力學(xué),確定了其抑制類型為競(jìng)爭(zhēng)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(duì)香豆酸對(duì)酵母發(fā)酵的影響。添加不同濃度的抑制劑,通過(guò)測(cè)定生長(zhǎng)曲線研究抑制物對(duì)酵母生長(zhǎng)的影響,發(fā)現(xiàn)阿魏酸比對(duì)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(duì)香豆酸濃度為2g/L時(shí),酵母才會(huì)受到相同抑制效果;通過(guò)測(cè)定糖消耗和乙醇產(chǎn)量抑制物對(duì)酒精發(fā)酵的影響。
【圖文】：

測(cè)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(shuō)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%。灰分含量大約是 4.24%，只占總質(zhì)量的很少小部分，而其他一些物質(zhì)含量?jī)H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(guò)程抑制物的釋放玉米秸稈中阿魏酸和對(duì)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(guò)氧化氫方法預(yù)處理玉米秸稈

用幾種與阿魏酸和對(duì)香豆酸結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)加入到微晶纖維素酶解過(guò)程中，通過(guò)酶解情況來(lái)對(duì)比幾種物質(zhì)對(duì)纖維素酶酶解的影響，從而確定兩種抑制物中對(duì)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?jī)?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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ920.6;TQ223.122

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本文編號(hào)：2695174