论文部分内容阅读
我国是传统农业大国,稻草秸秆资源十分丰富,每年有近2亿吨的稻草秸秆,但稻草秸秆利用率极低,大多都被当作废弃物焚烧,这不仅污染环境,还造成秸秆资源的浪费。利用稻草秸秆纤维素转化生产燃料乙醇,发展纤维素乙醇产业,逐渐成为生物能源开发领域的研究热点。本文采用农业废弃物稻草秸秆作为主要生产原料,用选育得到的纤维素降解菌作为复合菌发酵生产酶液,并结合盐酸水解稻草纤维素,将水解糖化液发酵酒精。现将实验结果总结如下:1.为了获得高效分解稻草纤维素的菌株,以实验室保藏的黑曲霉A3和康宁木霉TC1为出发菌株,以CMC酶活和滤纸FPA酶活大小为考察指标,通过刚果红平板初筛,摇瓶发酵复筛以及紫外、微波诱变,得到黑曲霉H4-6及康宁木酶K5-r3,其CMC酶活力和FPA酶活力分别为82.96U/ml,35.92FPU/ml;83.09U/ml,30.52FPU/ml。且产酶遗传性状菌稳定,可作为复合菌用于后续的稻草发酵产酒精的研究实验中。2.为了探明稻草纤维素高效分解复合菌黑曲霉H4-6—康宁木霉K5-r3联合作用产纤维素酶的最佳培养条件,在摇瓶发酵条件下,以CMC酶活力为主要考察指标,对复合菌产酶活性有影响的主要发酵条件进行优化,并进行了五因子三水平的正交实验,确定了复合菌联合处理稻草纤维素产纤维素酶液的最佳发酵条件为:6%稻草粉,4%麸皮为复合碳源,2%硫酸铵为氮源,接种量配比为黑曲霉2%,康宁木霉8%,装液量100ml/250ml三角瓶,起始pH值为5,摇床转速200rpm,培养温度30℃,培养时间108h。在此条件下,CMC酶活力为119.4U/ml,比优化前康宁木霉K5-r3单菌固态发酵产酶酶活(83.09U/m1)提高了43.7%。3.为探明酸酶法降解稻草纤维素的较优糖化条件,将经稀盐酸处理后的稻草粉稀酸水解液用烧碱调节pH后再进行酶解实验,以过滤上清液中还原糖和总糖含量为考察指标,对酶水解过程中的纤维素酶用量、酶水解pH值、酶水解时间、酶水解温度等条件进行了单因素及正交实验考察。实验结果表明,在盐酸浓度2.5%,酸水解温度为126℃,固液比(g/mL)为1:3的条件下处理1h,再在温度为50℃,起始pH值为5.O,酶用量为125U/g稻草粉的水浴条件下水解3h,最终糖化液还原糖含量为11.45%。4.为探索稻草纤维素间接发酵法产乙醇的最佳工艺条件,采取酸法酶法两步降解稻草纤维素,获得糖化液,糖化液接入高活性安琪酵母进行产酒精发酵试验,得出糖化液发酵产酒精的最佳工艺条件:酵母粉2%,酵母接种量8×108cell/g稻草粉,发酵温度为30℃,发酵时间120h。在此条件下乙醇转化率达到了21.39%。