纤维素酶水解玉米秸秆的影响因素研究
2011-07-25王娜娜杨翔华姚秀清
王娜娜,杨翔华,张 全,姚秀清
(1.辽宁石油化工大学环境与生物工程学院,辽宁 抚顺 113001;2.抚顺石油化工研究院,辽宁 抚顺 113001)
目前,由木质纤维素生物转化为乙醇的研究非常活跃,已取得许多新的进展[1,2]。木质纤维素的生物转化一般包括3个过程:原料的预处理、水解和发酵,其中利用纤维素水解产生可发酵糖是最关键的步骤。酸法水解对设备要求高,副产物对后续反应有抑制作用[3];而酶法水解具有条件温和、产品质量高、对环境友好等优点,是纤维素糖化工艺今后的发展方向[4]。
作者考察了预处理方式、纤维素酶加量、初始葡萄糖含量等因素对纤维素酶水解玉米秸秆的影响。为优化利用玉米秸秆为原料生产燃料乙醇的工艺提供了依据。
1 实验
1.1 材料与仪器
玉米秸秆、稀酸预处理玉米秸秆、蒸汽爆破预处理玉米秸秆,分别编号为:A、B、C。
3种纤维素酶分别编号为:1#、2#、3#。
722S型分光光度计,SB-A型水浴振荡器;SBA-40型生物传感分析仪。
1.2 方法
将玉米秸秆置于125 mL旋盖三角瓶中,加入纤维素酶0.2 mL·g-1(以每克底物计,未标明均指1#纤维素酶),调节pH值至4.8,使玉米秸秆质量分数为5%~20%,于50 ℃下恒温振荡反应,取样离心,测定水解液中的葡萄糖含量。
1.3 分析测试
纤维素含量采用硝酸乙醇法[5]测定。
葡萄糖含量:采用SBA-40型生物传感分析仪测定。
酶解得率按下式计算[6]:
式中:c葡为水解液中葡萄糖含量;c纤为原料干基中纤维素含量;c原为水解体系的底物浓度,即总固浓度,A、B、C 3种底物分别为13.7%、10.3%和9.5%。
滤纸酶活:将1 min内水解waterman 1#纤维素酶滤纸产生1 μmol还原糖所需要的酶量定义为1个酶活单位,按照IUPAC(国际理论和应用化学联合会)推荐的国际标准方法测定,以FPIU·mL-1表示[7]。……
