【摘要】：纖維素乙醇是當(dāng)前燃料乙醇的主要發(fā)展方向。纖維素是水稻秸稈的主要成分,我國水稻秸稈資源豐富,利用水稻秸稈生產(chǎn)燃料乙醇,對解決未來我國能源問題并實現(xiàn)節(jié)糧代糧具有廣闊的應(yīng)用前景。不同基因型的水稻秸稈在結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成上具有差異性,進(jìn)而影響其纖維素乙醇轉(zhuǎn)化率的高低。為此,本研究比較了49種菌株和443份不同基因型水稻秸稈產(chǎn)纖維素酶的活性高低,并對菌株的產(chǎn)酶條件和水稻秸稈同步糖化發(fā)酵產(chǎn)乙醇的工藝進(jìn)行了優(yōu)化。主要結(jié)果如下:(1)采用剛果紅染色和酶活性測定,從49種菌株中篩選出兩株產(chǎn)高活性纖維素酶的菌株A 19和A 27。其中,菌株A 19所產(chǎn)纖維素酶的酶系比例協(xié)調(diào),且活性較高,其濾紙酶活為5.214 IU/g,CMC酶活為11.007 IU/g,棉花酶活為0.834 IU/g,分別是對照菌株A49的2.02倍、1.31倍和2.70倍;菌株A27所產(chǎn)纖維素酶系中的β-葡萄糖苷酶活力為8.99 IU/g,是對照菌株A49的2.15倍。(2)利用篩選出的纖維素酶高產(chǎn)菌株A 19,以443種不同基因型水稻的秸稈為底物進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶,篩選出產(chǎn)纖維素酶活性最高的優(yōu)質(zhì)水稻“2B948”的秸稈,其濾紙酶活為8.235 IU/g,是推廣品種蜀恢527(對照)的2.06倍。(3)采用單因素試驗和響應(yīng)面法,對菌株A 19和A27產(chǎn)纖維素酶的固態(tài)發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)果表明,以水稻“2B948”的秸稈為底物,菌株A 19產(chǎn)酶的最適條件為:培養(yǎng)基中稻草粉和麩皮的比例為5:0,氮源為硝酸銨,含氮量為0.6%,料水比為1:2,培養(yǎng)溫度為28℃,培養(yǎng)時間為4.3天,培養(yǎng)基起始pH為6.24,接種量為4%,此條件下的濾紙酶活為9.282 IU/g。菌株A27產(chǎn)酶的最適條件為:培養(yǎng)基中稻草粉和麩皮的比例為5:0,氮源為蛋白胨,含氮量為0.9%,料水比為1:2,培養(yǎng)溫度為36.4℃,培養(yǎng)時間為6天,培養(yǎng)基起始pH為3.16,接種量為10%,此條件下的β-葡萄糖苷酶為63.950 IU/g。(4)單因素和正交試驗結(jié)果表明,水稻“2B948”的秸稈在菌株A 19和A27的粗酶液及酵母菌的共同作用下,同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的最適發(fā)酵工藝為:水稻秸稈粉用5%NaOH溶液預(yù)處理,發(fā)酵液起始pH值為5.0,培養(yǎng)時間為3天,培養(yǎng)溫度為35℃,β-葡萄糖苷酶/FPA的比值為1.5,酵母接種量為15%。在此條件下,生成乙醇的濃度為3.8 mg/mL,水稻秸稈的乙醇轉(zhuǎn)化率為27.1%。
【圖文】：

２．１高活性纖維素酶菌株的初篩逡逑我們首先通過剛果紅染色法對４９種產(chǎn)纖維素酶的真菌進(jìn)行初篩，染色效果逡逑見圖２－１，，初篩結(jié)果見表２－３。逡逑Ａ透明圈直徑大于菌落直徑邋Ｂ透明圈直徑等于菌落直徑逡逑■Ｈ邋＼逡逑Ｗｗ逡逑Ｃ透明圈直徑小于菌落直徑邋Ｄ脫色后無透明圈產(chǎn)生逡逑圖２－１剛果紅染色效果逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｔｈｅ邋ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋Ｃｏｎｇｏ邋ｒｅｄ邋ｓｔａｉｎｅｄ逡逑２８逡逑

２．１高活性纖維素酶菌株的初篩逡逑我們首先通過剛果紅染色法對４９種產(chǎn)纖維素酶的真菌進(jìn)行初篩，染色效果逡逑見圖２－１，初篩結(jié)果見表２－３。逡逑Ａ透明圈直徑大于菌落直徑邋Ｂ透明圈直徑等于菌落直徑逡逑■Ｈ邋＼逡逑Ｗｗ逡逑Ｃ透明圈直徑小于菌落直徑邋Ｄ脫色后無透明圈產(chǎn)生逡逑圖２－１剛果紅染色效果逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｔｈｅ邋ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋Ｃｏｎｇｏ邋ｒｅｄ邋ｓｔａｉｎｅｄ逡逑２８逡逑
【學(xué)位授予單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：S216;Q936

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2685490