發(fā)布時間：2020-07-16 08:16

【摘要】：用木質(zhì)纖維素生產(chǎn)燃料乙醇越來越受到社會的關(guān)注和支持,纖維素乙醇已經(jīng)成了可再生能源的重要組成部分。但發(fā)展纖維素乙醇過程中,纖維素酶的成本占了很大的比例,甚至達(dá)到了整個成本的一半以上,而且里氏木霉(Trichoderma reesei)生產(chǎn)的纖維素酶中的β-葡萄糖苷酶活性較低,纖維素的利用率不是很高,影響了產(chǎn)乙醇效率。 本文基于尋找產(chǎn)β-葡萄糖苷酶酶活力較高的菌株和較低乙醇的生產(chǎn)成本為目的,進(jìn)行了爪哇正青霉ZN-205生產(chǎn)β-葡萄糖苷酶搖瓶發(fā)酵條件的優(yōu)化實驗,混合纖維素酶對楊木酶解的實驗和蒸汽爆破楊木多菌種共發(fā)酵制備燃料乙醇不同工藝的實驗。 以爪哇正青霉(Eupenicillium javanicum)ZN-205為實驗材料,采用液體發(fā)酵的方法,對其所產(chǎn)β-葡萄糖苷酶的產(chǎn)酶培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件進(jìn)行了優(yōu)化研究。結(jié)果表明在產(chǎn)酶培養(yǎng)基為：微晶纖維素2.5%,蛋白胨0.75%,吐溫-80 0.05%,初始pH為6.0的條件下；液體發(fā)酵最佳培養(yǎng)條件為：250ml三角瓶裝100ml液體培養(yǎng)基,接種種齡為2.5d的種子培養(yǎng)液5ml,搖床轉(zhuǎn)速為175r/min,發(fā)酵溫度28℃,發(fā)酵時間為5d。此條件下β-葡萄糖苷酶活力為2.312U/ml。利用7.5L發(fā)酵罐進(jìn)行放大實驗,結(jié)果顯示發(fā)酵5d的β-葡萄糖苷酶的活力為2.201U/m1。 以風(fēng)干的楊木為原料,通過蒸汽爆破處理后,用混合纖維素酶降解。采用響應(yīng)面分析,對酶解溫度、pH、β-葡萄糖苷酶/濾紙酶的比進(jìn)行研究。研究表明,酶解楊木的最佳工藝參數(shù)為：酶解溫度50.04℃、pH 4.99、β-葡萄糖苷酶/濾紙酶的比1.39。在最優(yōu)的條件下,底物濃度為5%時,使用里氏木霉Rut C-30和爪哇正青霉ZN-205制備的混合纖維素酶(15 FPU/g底物,β-葡萄糖苷酶/濾紙酶比值為1.39),酶解48h,可產(chǎn)生25.54g/l的還原糖,酶解糖化率為78.18%。 以蒸汽爆破預(yù)處理楊樹生產(chǎn)乙醇,比較分步糖化共發(fā)酵法和同步糖化共發(fā)酵兩種不同的工藝。實驗中酶用量為15 FPU/g(β-葡萄糖苷酶/濾紙酶比值為1.39),利用大腸桿菌K011(Escherichia coli K011)和釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)共發(fā)酵。當(dāng)?shù)孜餄舛葹?%、10%和15%時,利用分步糖化共發(fā)酵產(chǎn)乙醇分別為9.21g/1、14.29g/1和15.20g/l,利用同步糖化共發(fā)酵產(chǎn)乙醇分別為8.97g/l、13.98g/l和16.86g/l。 實驗中混合纖維素酶提高了對纖維素的酶解效率,而且發(fā)酵過程中使用15FPU/g的纖維素酶,有效降低了生產(chǎn)乙醇的成本,為纖維素乙醇的工業(yè)化提供了一個可能的選擇。
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：S216.2
【圖文】：

圖2.1不同碳源對產(chǎn)酶活力的影響 Figure2.1EffectofdifferentearbonsoureesontheProduetionofenzymeaetivity由圖2.1可知，當(dāng)以微晶纖維素為碳源時產(chǎn)酶活力最高，其次依次為CMC一Na、大麥稈、稻草、麥鼓和葡萄糖。當(dāng)微晶纖維素作為碳源，比較不同濃度的微晶纖維素對產(chǎn)酶活力的影響。結(jié)果如圖2.2所示。微晶纖維素濃度(%)

本文編號：2757753