论文部分内容阅读
通过补充木聚糖酶单组分辅助纤维素酶水解稀碱预处理过的杨木，研究木聚糖酶组分对酶解过程中纤维素、半纤维素的转化规律和酶解产物结构的影响。两种不同的条件下预处理杨木，分别得到底物A（120℃，5%NaOH处理后洗涤，然后80℃，5%NaOH，2%H2O2处理）和底物B（80℃，5%NaOH，5%H2O2处理）。底物A的纤维素、半纤维素和木质素含量分别为57.8、8.5和18.5%，底物B的纤维素、半纤维素和木质素含量分别为47、9.7和24.8%。通过凝胶过滤层析分离纯化里氏木聚糖酶得到4种电泳纯组分，分子量分别为98.73×103、21.62×103、19.67×103和12.85×103g/mol，它们分别为木糖苷酶、内切木聚糖酶XYNⅠ、内切木聚糖酶XYNⅡ和外切木聚糖酶。纤维素酶水解预处理过的杨木72h后，底物A、B的葡萄糖得率分别为74.88和39.2%，木糖得率分别为62.3和57.5%，分别补充添加木糖苷酶、XYNⅠ、XYNⅡ和外切木聚糖酶单组分后，底物A的葡萄糖得率分别为81.8、89.5、89.9和87.2%，提高了7.0、14.62、15.02和12.32个百分点，木糖得率分别为74.5、80.3、79.8和82.4%，提高了12.2、18.0、17.5和20.1个百分点；底物B的葡萄糖得率分别为45.3、62.7、57.8、47.7%，提高了6.1、23.5、18.6和8.5个百分点，木糖得率分别为61.7、70.1、77.1和85.5%，提高了4.2、12.6、19.6和28.0个百分点。可以看出，补充木聚糖酶单组分，可以提高两种底物的葡萄糖和木糖得率，其中XYNⅠ和XYNⅡ能显著提高葡萄糖得率，外切木聚糖酶能显著提高木糖得率；四种木聚糖酶组分对不同组成的底物的作用不同，当底物纤维素含量较低、半纤维素含量较高时，外切木聚糖酶对木糖得率的提高更加明显，说明外切木聚糖酶能更好的降解半纤维素。在纤维素酶的基础上添加XYNⅠ和XYNⅡ混合组分后，两种底物的葡萄糖得率分别为90.8和54%，提高了16和10个百分点；木糖得率分别为65和81.6%，提高了14和24.2个百分点。这说明，在底物半纤维素含量较高的情况下，XYNⅠ和XYNⅡ组分的复配对半纤维素的降解效果最好。对添加XYNⅠ和XYNⅡ的酶解液进行凝胶色谱分离，并对其中的低聚木糖组分进行红外光谱、核磁共振1H NMR和13C NMR分析。可以看出，产物中4-OMe-α-D-GlcpA和（1→4）-β-D-Xylp通过C-O-C键连接，（1→4）-β-D-Xylp与木素通过糖苷键连接形成木素-碳水化合物复合体LCC，（1→4）-β-D-Xylp是通过β-糖苷键连接；由红外可知X2比X1的结构中多了一个亚甲基，由核磁共振图谱可以看出两种产物在结构上有一定区别，具体还有待进一步研究。