论文部分内容阅读
纤维质原料是自然界中存在量最大的生物质原料,对其进行合理的综合利用具有较大现实意义。本研究以玉米秸秆为纤维质原料,研究了原料的稀酸预处理工艺条件、纤维素酶曲的固态培养条件、乙醇的同步糖化固态发酵培养条件及预处理水解液用于合成壳聚糖的培养条件。首先以稀硫酸作为稀酸预处理试剂,对预处理条件进行了优化,确定稀硫酸浓度为2.0%,原料与稀硫酸的固液比为1:10,预处理温度为120℃,处理时间为2 h,在此条件下进行预处理,纤维素得率可达93.21%,木糖得率为87.58%,木质素去除率为12.68%,预处理后的玉米秸秆纤维素酶解率可达33.87%。其次将预处理后的玉米秸秆固形物进行脱毒处理后接入里氏木霉(Trichoderma reeseiRut C-40)进行纤维素酶曲的固态培养。通过正交试验确定最佳培养基成分为硫酸铵5%、麸皮10%、葡萄糖1.0%、吐温-80 0.15%,培养过程中每24 h翻动一次,培养6 d后CMC酶活可达287.10 U/g底物,FPA酶活可达79.64 U/g底物。然后将纤维素酶曲与预处理后的玉米秸秆混合,接入酿酒酵母进行乙醇的同步糖化固态发酵。以响应面优化法确定最佳发酵条件为初始pH值5.0、发酵温度36℃、底物含水率66%。其他发酵条件为:酶曲与秸秆比例为1:1,接种量为7×10~7个/g底物,发酵4 d后乙醇产率为0.125 g/g底物。最后将原料预处理所得的水解液进行脱毒处理,通过比较各脱毒条件对菌丝体浓度和壳聚糖产量的影响确定脱毒条件为先添加氢氧化钙进行中和脱毒再进行活性炭脱毒。以脱毒后的水解液为底物,接入雅致放射毛霉(Acrinomucor e/egans TCCC450005)进行壳聚糖合成培养,确定最佳培养条件为:玉米浆6%、初始pH值7、培养温度30℃,转速200 r/min,在此条件下培养60 h后菌丝体浓度可达21.12 g/L,壳聚糖产量可达2.77 g/L。