半纤维素酶添加对碱处理甘蔗渣结构及酶解的影响

半纤维素作为木质纤维素的重要组分之一,通过氢键与纤维素的微纤丝结合,严重阻碍了纤维素表面与纤维素酶的接触,降低了酶解的效率。该试验以碱处理甘蔗渣作为底物,通过添加不同量的半纤维素酶去除不同比例的半纤维素。通过成分分析、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段分析添加半纤维素酶前后残渣的结构和酶解特性变化,发现随着半纤维素酶添加量的增大,残渣中木质素所占的比例逐渐增大,结晶指数逐渐增大,电镜表面沟壑逐渐加深,纤维束之间结构变得疏松。以半纤维素酶处理过的甘蔗渣作为底物,按照5FPU/g底物加入纤维素酶水解72h,与不添加半纤维素酶对照组相比,添加1600U/g半纤维素酶处理的试验组木聚糖的转化率提高了74.24%,葡聚糖转化率提高了35.30%。通过半纤维素酶添加可以有效促进纤维素酶解过程的进行,节约反应时间提高酶解转化率。     

稻草纤维素水解机理及工艺条件的研究

以稻草秸杆为纤维素原料,用2%氢氧化钠对其进行预处理,选用纤维素酶作为催化剂对纤维素进行酶法水解,采用DNS法测定纤维素水解液还原糖的含量,并计算其糖化率。探讨了纤维素酶水解稻草秸秆纤维素的反应机理,研究了纤维素酶的添加量、反应温度、pH、反应时间、振荡等因素对稻草纤维素酶水解的影响。实验结果表明,当固液比为1∶30、纤维素酶添加量为40 mg、50℃、pH 4.8、振荡反应12h,纤维素酶解液的糖化率可达40%。     

植物纤维素的限制性酶解特性

探讨了利用纤维素酶使纤维素棉浆粕限制性降解过程,得出优化反应条件如下:纤维素的酶解温度为50℃,纤维素酶解体系Ph值为4.8,酶解时间为24 h,底物与酶液的质量比为1:(6～10).     

粗纤维素酶液对微晶纤维素酶解的影响因素

栗生灰黑孔菌多被用于产漆酶的研究,很少有利用其纤维素酶的报道。为了降低在纤维素水解中纤维素酶的使用成本,利用栗生灰黑孔菌发酵制备的粗纤维素酶液,以微晶纤维素为底物模型,研究粗纤维素酶液水解微晶纤维素的最佳pH、温度和最佳表面活性剂助剂种类及浓度,并对不同表面活性剂存在条件下的纤维素酶解动力学、紫外和荧光光谱进行了研究。结果表明,粗纤维素酶水解微晶纤维素的最佳条件为pH 4.8,温度50℃,最佳表面活性剂助剂为吐温80,添加剂量为1.12mg/g底物;吐温80的添加可提高粗纤维素酶解的最大反应速度常数V_max,降低米氏常数K_m;表面活性剂改变了纤维素酶的紫外和荧光最大吸收峰,酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅲ带的谱峰,可能通过与纤维素酶中的氨基酸残基发生反应影响了纤维素酶的结构,进而影响了微晶纤维素的水解反应。该研究为进一步降低纤维素水解成本提供了理论指导。     

NaOH-Fenton试剂预处理桑木的纤维素酶分段酶水解研究

采用分段酶水解木质纤维原料的方法,以NaOH-Fenton试剂预处理桑木为原料,通过在反应过程中及时移除葡萄糖和纤维二糖,减轻产物的抑制作用,最终达到提高酶水解得率和缩短酶解反应时间的目的。实验结果表明：纤维素酶用量为15FPIU/g（以纤维素计,下同）时,在三段（8+8+8h）水解过程中,经第一段水解,纤维素酶反应速率从1.25g/（L·h）提高到2.21g/（L·h）,第二段水解后,酶反应速率为1.54g/（L·h）,比未分段水解的酶反应速率提高了73%;当纤维素酶用量为40FPIU/g时,三段（8+8+8h）水解得率增至88.08%;三段（8+8+8h）水解充分利用了酶解残渣上的结合酶进行后续水解。对纤维素酶在预处理桑木上的吸附情况进行研究,发现桑木经NaOH-Fenton试剂预处理后,对纤维素酶的最大吸附量为8.08mg/g,预处理增加了纤维素酶与桑木间的吸附位点。     

植物纤维原料纤维素酶水解的研究

以麦草为原料,探讨纤维素酶水解植物纤维的适宜条件。麦草含大量的纤维素和聚戊糖,其中的纤维素在纤维素酶的作用下分解生成葡萄糖和纤维二糖。对温度,pH值,酶解时间,酶用量分别进行单因素实验,通过测定葡萄糖含量和总还原糖含量,找出酶水解麦草的适宜条件为:pH4.6,温度47℃,酶解时间48h,酶用量7.5IU(每克绝干原料)。对不同底物浓度的实验表明,在尽可能高的底物浓度下连续水解,产物浓度高,得率也高。     

酶解纤维素类物质生产燃料酒精的研究进展

对纤维素原料的预处理、纤维素酶生产以及纤维素的酶解工程等方面的研究现状与最新进展进行了综述。在综述文献的基础上提出了一些见解,并展望纤维素酶法水解的前景。     

真菌纤维素酶系催化纤维素水解活力的测定方法简介

<正>在测定纤维素粗酶样品对不溶性固体纤维素的水解活力时,尽管选用同一纤维素底物,并以同样的纤维素粗酶样品在相同温度下水解,测定结果受反应条件如纤维素底物浓度、纤维素酶浓度以及水解时间等因素的影响而相互差别很大。而纤维素粗酶作为多个纤维素酶组分的混合物,其糖化能力更加能够反应其中各个组分之间的协同水解转化能力。本文中选择了比底物水解率(SSC)作为纤维素酶浓度的函数,即单位纤维素酶每分钟对滤纸的水解百分比作为纤维素粗酶样品不同浓度的目的函数,从而克服了以上条件对纤维素酶活测定的影响。并以水解过程中SSC瞬时速率的AUC(Area under curve)对加入纤维素酶的量做图得到的斜率评价纤维素酶样品的水解能力。经检验,该方法也适用于以棉纤维、微晶纤维素PH101和磷酸膨胀纤维素等不同纤维材料为底物时纤维素酶粗酶样品糖化能力的测定。     

蔗渣酶法水解过程的酶吸附和活性

以纸浆甘蔗渣纤维素为底物,使用纤维素酶为催化剂,在50℃,pH为4.8的条件下研究了釜式及固定床反应流程,考察酶的吸附及活性.结果表明,固定床反应器的酶吸附比釜式多,而酶的活性变化在两种型式反应器中比较接近.     

竹浆分批加酶工艺对长时间纤维素酶解性能的影响

优化纤维素酶水解工艺对于纤维素的高效利用具有重要意义。实验在保证纤维素酶相同的添加量时,采用多种方式分批添加纤维素酶水解竹浆,在长时间(7 d)的酶解过程中测定每天还原性糖产量,最后对长时间酶解过程中的影响因素进行了探究。实验结果表明:采用(0.35 mL+0.15 mL+0.1mL)添加工艺提高了酶解效率,酶解7d后糖产量提高了4.36%;纤维素酶随着培育时间的进行活性不断减小,培育1 d后的酶活性仅为原酶活性的53.87%;酶解糖产量随葡萄糖浓度的增加而降低,当葡萄糖浓度为30 mg/mL时,糖产量较无葡萄糖实验组降低了30.7%。酶解过程中酶活的丧失以及底物的抑制可能是影响纤维素酶长时间水解过程中的重要因素。     

小球藻在蔗渣酶解液中的异养生长及其脂肪酸生成

在高温液态水处理的甘蔗渣酶解过程中添加Tween80可使聚糖转化率提高11.4%。根据蔗渣酶解液中糖的种类及含量,用葡萄糖、木糖和纤维二糖标准品模拟蔗渣酶解液组成配制成相应的混合糖培养基,同时配制仅含葡萄糖的培养基,在有、无Tween80和BG11(Blue-Green 11)的条件下,考察小球藻在不同培养基中的异养生长及脂肪酸生成。结果显示Tween80对小球藻的生长具有抑制作用,纤维二糖也会影响小球藻的生长;小球藻在添加BG11的葡萄糖培养基中的生物量最高,为1.97 g·L^-1,在添加BG11的蔗渣酶解液中的生物量高出未添加BG11的2倍,在含有Tween80和BG11的蔗渣酶解液中的总脂肪酸含量最高,达到6.90%,在所有培养基中产生的脂肪酸以C_16:0、C_18:1、C_18:3、C_20:1和C_20:4为主;培养基组成优化可进一步提高微藻生物量和油脂产量。     

纸浆蔗渣酶法水解反应过程的考察

以蒸煮时间5．5小时,温度为155－160℃,P=0.6MPa,pH为4．5的40目的纸浆渣为底物,日本Yakult生物化学试剂公司的Onozuka-R-10纤维素酶为催化剂,在50℃,PH为4．8（乙酸－乙酸钠缓冲液）的条件下,考察了釜式和固定床反应器对酶解反应过程的影响,测定了在不同底物浓度时的酶解反应还原糖得率,探讨了酶的吸附以及酶活性在酶解反应过程的变化情况。实验结果表明,在本实验条件下,底物浓度高,转化率则低,固定床反应器对酶的吸附比釜式反应器略多;酶的活性变化在两种反应器中几乎没多大差别。     

木质素对蔗渣酶水解的影响

采用机械活化方法对蔗渣进行处理,研究在原料可及性变化时木质素对蔗渣酶解的影响,用牛血清蛋白（BSA）预先使原料中木质素吸附饱和的方法来测定木质素对酶的吸附情况、用X-射线衍射和扫描电镜来测定蔗渣结晶结构、表面形态来表征原料可及性,从而分析影响的可能机制。结果表明木质素对蔗渣酶水解的影响与蔗渣可及性有关,原料可及性越高,影响越小。当蔗渣可及性相对较低时,此时木质素影响蔗渣酶水解转化率的两种方式（木质素与纤维素、半纤维素组成的致密结构限制纤维素对酶的可及性及木质素对纤维素酶的无效吸附作用）同时存在。当原料的可及性增加到一定程度后（如机械活化2h的蔗渣）,木质素对纤维素酶的吸附作用几乎消除,木质素对蔗渣酶水解的影响主要表现为对酶的可及性的限制。     

Enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse for bioethanol production: determining optimal enzyme loading using neural networks

BACKGROUND: The efficient production of a fermentable hydrolyzate is an immensely important requirement in the utilization of lignocellulosic biomass as a feedstock in bioethanol production processes. The identification of the optimal enzyme loading is of particular importance to maximize the amount of glucose produced from lignocellulosic materials while maintaining low costs. This requirement can only be achieved by incorporating reliable methodologies to properly address the optimization problem. RESULTS: In this work, a data‐driven technique based on artificial neural networks and design of experiments have been integrated in order to identify the optimal enzyme combination. The enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse was used as a case study. This technique was used to build up a model of the combined effects of cellulase (FPU/L) and β‐glucosidase (CBU/L) loads on glucose yield (%) after enzymatic hydrolysis. The optimal glucose yield, above 99%, was achieved with cellulase and β‐glucosidase concentrations in the ranges of 460.0 to 580.0 FPU L^?1 (15.3–19.3 FPU g^?1 bagasse) and 750.0 to 1140.0 CBU L^?1 (2–38 CBU g^?1 bagasse), respectively. CONCLUSIONS: The dynamic model developed can be used not only to the prediction of glucose concentration profiles for different enzymatic loadings, but also to obtain the optimum enzymes loading that leads to high glucose yield. It can promote both a successful hydrolysis process control and a more effective employment of enzymes. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry     

利用文蛤壳制备复合氨基酸螯合钙

初步研究利用文蛤壳酸解制得钙盐,与鸡羽毛酶解成的复合氨基酸结合制备复合氨基酸螯合钙的工艺。重点探讨文蛤壳酸解酸的选择及温度的确定,鸡羽毛的酶解工艺和复合氨基酸螯合钙的螯合条件。结果表明：文蛤壳利用盐酸的效果比较好,酸解温度为110℃;鸡羽毛的最佳酶解条件为：8％木瓜酶,固液比为1：22,pH值9．5,酶解时间16小时;氨基酸钙螯合反应的最佳条件为：反应温度50℃。反应时间30rain,pH=5．0,氨基酸与钙盐的配体摩尔比为3：1。本研究废物被充分利用,工艺简单可行。     

AS 1.398中性蛋白酶制备水解明较(Ⅳ)——固定化酶制备水解明胶的应用研究

本文研究了反应时间、温度、pH和酶量对固定化AS 1 398中性蛋白酶催化明胶水解反应过程的影响 ,讨论了固定化AS 1 398中性蛋白酶促明胶水解制备水解明胶的可能性     

AS1.398中性蛋白酶制备水解明胶(Ⅰ)--反应规律的研究

本文考察了游离AS1 398中性蛋白酶催化明胶水解反应时 ,不同温度、pH值、水解时间及酶用量等反应条件对该反应的影响规律 ,探讨了AS1 398中性蛋白酶应用于制备水解明胶工艺的可能性。     

纤维素酶水解及同时糖化和乳酸发酵过程的动力学

以玉米芯的稀酸水解残渣（木糖渣）为原料，研究了纤维素酶水解动力学；根据乳酸发酵与纤维素水解具有一致的最佳温度、pH值及厌氧要求的特点，研究了纤维素的同时糖化和乳酸发酵（SSLF）过程，建立了相应的动力学模型．     

Evaluation of the effects of operational parameters in the pretreatment of sugarcane bagasse with diluted sulfuric acid using analysis of variance

The pretreatment of lignocellulosic residues has been extensively studied as a method to disrupt the cellulose–hemicelluloses–lignin complex in biomass to access the sugars in their respective components. In this work, we carried out a study using sulfuric acid pretreatment of sugarcane bagasse by varying the following operational parameters: solid loading (10–30% of bagasse relative to the volume of the sulfuric acid solution), sulfuric acid concentration (0.5–2.5% relative to the dry mass of bagasse), reaction time (5–25?min), and temperature (135–195°C). The obtained solids from each pretreatment condition were submitted to enzymatic hydrolysis under the same process conditions: 0.232?g of Celluclast 1.5?L and 0.052?g of Novozym 188 per g of pretreated sugarcane bagasse, 72?h of hydrolysis, and 200?rpm of agitation at 50°C. Using central composite rotational design configuration in the experiments and analysis of variance, the results indicate that the conditions that produced larger quantities of glucose by enzymatic hydrolysis (0.35?g glucose/g pulp) with minimum amounts of degradation products were as follows: 20% solids loading, 15?min of reaction time, 1.5% sulfuric acid, and a minimum temperature of reaction of 170°C.     

Optimization of Enzymatic Hydrolysis of Sacha Inchi Oil using Conventional and Supercritical Carbon Dioxide Processes

Sacha inchi (Plukenetia volubilis) oil has high polyunsaturated fatty acids content. The hydrolysis of this oil is an efficient way to obtain desirable free fatty acids (FFA). The optimization of parameters was carried out according to the maximum production of FFA using two enzymatic hydrolysis processes. The effect of enzyme concentration (5–40 % based on weight of oil), temperature (40–60 °C), and oil:water molar ratio (1:5–1:70) were studied for the conventional enzymatic hydrolysis process, while pressure (10–30 MPa) and oil:water molar ratio (1:5–1:30) were studied for the enzymatic hydrolysis in supercritical carbon dioxide (SC-CO₂) media. The hydrolysis in SC-CO₂ media resulted in higher production of FFA (77.98 % w/w) at 30 MPa and an oil:water molar ratio equal to 1:5 compared to the conventional process (68.40 ± 0.98 % w/w) at 60 °C, oil:water molar ratio equal to 1:70, and 26.17 % w/w, enzyme/oil. The only significant parameter on the production of FFA for conventional enzymatic hydrolysis was enzyme concentration, while for the hydrolysis in SC-CO₂ media both pressure and the molar ratio of oil:water were significant. Lipid class analyses showed that with both methods, FFA, monoglycerides, and diglycerides content in the final product increased compared to pure oil, while triglycerides content decreased. Fatty acid composition analysis showed that the content of fatty acids in the FFA form were similar to their triglyceride form.