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《中南林业科技大学》 2015年
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产纤维素酶青霉菌深层发酵及对樟树叶乙醇转化研究

冯金儒  
【摘要】:随着传统能源的衰竭及人们对环境问题的日益重视,世界能源结构正积极完成由传统化石能源向可再生能源的转变。纤维素是地球上最大的可再生资源,目前只有一小部分的纤维素资源得到有效利用,绝大部分的纤维素资源被白白浪费,还造成了一定环境污染。因此,纤维素乙醇具有很好的利用前景和生态价值。本论文的主要结果如下:(1)以草酸青霉作为纤维素酶产生菌,将微量中药粗品作为发酵培养基的添加剂,发现其能大幅度提高纤维素酶活。对青霉产纤维素酶的培养基及发酵条件进行优化。通过单因素、响应面的试验优化,确定最佳青霉产纤维素酶的培养基为:蛋白胨0.4%、酵母膏0.05%、硫酸铵0.60%、磷酸氢二钾0.40%、七水硫酸镁0.03%、麦芽糖3.00%、天麻粉末3.00%、氯化钙0.03%,最佳发酵条件为:转速180 r/min、培养温度28℃,接种量10.00%、pH6.5、培养时间5d、装液量50 mL/250 mL,优化后的CMC酶活(羧甲基纤维素钠酶活)达到146.95 U/mL,约为优化前的3.7倍。(2)天然纤维素一般难以直接被纤维素酶降解,本试验以樟树叶为研究对象,从粉碎度、预处理溶液的选择、预处理溶液浓度的确定、预处理时间、固液比等方面对樟树叶预处理进行研究。初步得出樟树叶最佳预处理条件为:将樟树叶粉碎过100目,以1:20固液比浸泡于5.00%的KOH中,121℃高温高压处理60 min,得到的CMC酶活平均值为43.36 U/mL,为优化前的3.9倍。(3)相比于甘蔗渣、秸秆等木质纤维素,树叶不含木质素,预处理简单便捷且容易被纤维素酶糖化发酵。基于青霉液态发酵条件的优化结果,初步研究了最佳的樟树叶糖化发酵培养基,通过单因素及响应面优化试验,得到最佳糖化培养基为樟树叶5.00%、麦麸1.60%、天麻粉末3.00%、氯化钠1.5%、磷酸二氢钾0.125%、磷酸氢二钾0.5%、硫酸铵0.5%、七水硫酸镁0.025%、无水氯化钙0.025%,优化后的还原糖浓度为2.54 mg/mL。(4)采用分步发酵法对纤维素乙醇发酵进行探讨分析,获得的最佳发酵参数为:樟树叶降解的时间68 h、补加氮源10 mL 4.00%硫酸铵、安琪酵母的接种量为15.00%、乙醇发酵的时间36 h,乙醇得率为26.10 mg/mL。通过SAS8.1建立了优化模型,R2=99.60%,表明此模型能解释99.60%的试验结果。
【学位授予单位】:中南林业科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ920.1;TQ223.122

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【参考文献】
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