本文關(guān)鍵詞：木質(zhì)纖維素堿預(yù)處理水解液中阿魏酸的解毒方法研究

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【摘要】：常規(guī)能源的日益減少及其帶來的環(huán)境危害,使得利用纖維質(zhì)原料生產(chǎn)燃料乙醇引起人們廣泛的關(guān)注。然而,木質(zhì)纖維素預(yù)處理過程中產(chǎn)生大量的阿魏酸、乙酸、糠醛等抑制物,會(huì)抑制后續(xù)水解及發(fā)酵產(chǎn)酒精的過程。為解決上述問題,本文圍繞預(yù)處理水解液中主要抑制物阿魏酸開展研究,旨在針對性去除阿魏酸的同時(shí),探索木質(zhì)纖維素預(yù)處理水解液中抑制物定向脫毒的微觀機(jī)制,為提升木質(zhì)纖維素降解率及生產(chǎn)燃料酒精提供一定的科學(xué)依據(jù)。通過濃度梯度壓力馴化方式,從受阿魏酸污染的土壤中篩選出一株阿魏酸降解菌HHQ-1,經(jīng)鑒定為寡養(yǎng)單胞菌屬。通過正交實(shí)驗(yàn)確定HHQ-1的最適生長條件為溫度30℃,pH為9,接種量為7%,阿魏酸初始濃度為1250mg/L;其最佳降解條件為溫度30℃,pH為8,接種量為7%,阿魏酸初始濃度為1250mg/L。將HHQ-1接種到木質(zhì)纖維素堿預(yù)處理水解液中,構(gòu)建HHQ-1-里氏木霉雙菌降解體系。通過HHQ-1—里氏木霉雙菌協(xié)同降解體系與里氏木霉單菌降解體系的纖維素水解效果對比發(fā)現(xiàn),雙菌降解體系中還原糖產(chǎn)量比單菌降解體系提高7.84%。通過測定菌體OD_(550)值和電導(dǎo)率值研究雙菌降解體系中菌株間的相互影響與作用。并且,利用綜合平衡分析方法進(jìn)行評估,確定雙菌降解體系中菌體細(xì)胞的最佳生長條件為溫度25-30℃,pH為6.5,里氏木霉與HHQ-1接種量比為1:3。對比單菌和雙菌降解體系中菌體細(xì)胞的OD_(550)值和電導(dǎo)率值,可以看出雙菌降解體系中的菌體細(xì)胞數(shù)量有所增加,細(xì)胞被損壞率更低。利用正交實(shí)驗(yàn)確定了雙菌降解體系下纖維素酶水解的最佳條件為:里氏木霉接種量3mL、pH值8、溫度30℃。同時(shí)探究阿魏酸降解菌對纖維素酶酶系組成影響情況。研究結(jié)果表明,阿魏酸降解菌的加入消除了阿魏酸抑制物,提高了纖維素酶酶系的穩(wěn)定性,且限速酶β-葡萄糖苷酶酶活所占比重較大。利用掃描電鏡、傅里葉紅外光譜、X-射線衍射儀等觀察不同降解體系下稻草秸稈的形貌級結(jié)構(gòu)變化。結(jié)果表明,雙菌降解體系中稻草秸稈的結(jié)構(gòu)破壞更加明顯,纖維素結(jié)晶區(qū)破壞更加顯著,木質(zhì)素降解更加有效。相比單菌降解體系而言,雙菌降解體系能有效去除木質(zhì)纖維素預(yù)處理水解液中的阿魏酸抑制物,從而提高乙醇產(chǎn)率,降低乙醇生產(chǎn)成本,不失為纖維素乙醇生產(chǎn)中的一種有效手段。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X172

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本文編號(hào)：1299396