玉米秸秆降解及其生产乙醇的研究

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摘要

能源问题日趋严峻，迫切需要人们开发替代能源。乙醇以其可再生、绿色无

污染等优点受到重视，利用木质纤维素生产燃料乙醇是未来能源发展的一个重要

方向，既解决能源危机，又充分利用资源、保护环境。本论文由此立题，进行利

用农作物秸秆生产燃料乙醇的研究。

通过预处理、酶糖化条件的选择，高效降解纤维素菌种的筛选，单菌和混合

菌共同降解及其发酵乙醇等几个方面，综合研究了现阶段利用木质纤维素生产乙

醇的工艺方法。

通过对多种预处理方法的比较，最终确定０．７５％稀硫酸，固液比ｌ：２０，在１３０

℃下处理３０ｒａｉｎ为最优预处理条件。

随后使用纤维素酶，对预处理后的秸秆进行糖化，并使用酵母进行乙醇发酵，

发现乙醇产量与酶的使用量密切相关，确定出酶处理条件为：酶用量１５ｍｇ／ｇＤＳ、

５０＂Ｃ，１５０ｒｐｍ下处Ｎ５ｄ＇时，随后按酵母接种量１０％、发酵培养２天，乙醇产率可

达０．１６３９／ｇＤＳ。

本论文重点是菌种筛选，，通过分离筛选，确定出１０株降解效果较好的菌种，

分别测定羧甲基纤维素酶活（ＣＭＣＡ）和滤纸酶活（ＦＰＡ），对其纤维素酶活力及相关

性质进行测定，最终获得６株降解活性较强的菌种，其酸性纤维素酶活较强，最

优产酶时间为６天。采取非等温同时糖化发酵法（ＮＳＳＦ）和同步糖化发酵法（ＳＳＦ）进行乙醇发酵，发现ＮＳＳＦ的乙醇产率大于ＳＳＦ，乙醇产率达０．１２６９／ｇＤＳ。

为了提高微生物降解秸秆的产糖率及利用秸秆降解物发酵乙醇的产率，进一

步研究了现阶段研究较少的多种微生物混合培养降解糖化秸秆，比较酶活力，同

样采用ＮＳＳＦ和ＳＳＦ进行乙醇发酵，发现黑曲霉和康宁木霉混合培养降解秸秆时的

纤维素酶活力较高，ＮＳＳＦ发酵乙醇产率可达Ｎｏ．１３９９／ｇＤＳ。

最后对菌种筛选过程中发现的一株能利用纤维素高产红色素的菌种进行初

步鉴定，可以作为秸秆利用的一个方向。关键字：秸秆；降解；筛选；乙醇；色素

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