不同预处理方法对玉米秸秆木质素吸附纤维素酶特征的影响

发布时间：2020-06-03 09:40

【摘要】：利用自然界广泛存在的木质纤维原料生产生物乙醇,作为新能源进行利用是现在世界各国正在攻关的课题之一。将木质纤维原料转化为生物乙醇的过程分为原材料的预处理,酶解,发酵和乙醇蒸馏阶段。预处理阶段的目的是破坏阻碍酶解糖化的生物质结构,使纤维素与生物酶能够充分接触,进而取得良好的水解效果。然而,预处理之后物料中的残留木质素会在酶解过程中对纤维素酶产生吸附作用,影响纤维素酶解效率。研究预处理对木质素吸附纤维素酶的影响,是一个重要的研究方向。本论文利用提取自不同预处理方法前后的纤维素酶解木质素和草酸青霉JU-A10-T发酵的酶液,通过研究预处理前后木质素的结构性质变化与对纤维素酶吸附能力之间的关系,在分别经过稀酸预处理、碱预处理和亚硫酸盐预处理之后发现,稀酸预处理主要使玉米秸秆的半纤维素发生降解,碱预处理中,木质素发生部分降解,但亚硫酸盐预处理时,木质素和半纤维素都发生了降解。同时,预处理对材料中木质素的结构的影响也会有差异。在稀酸预处理过程中木质素发生了缩合；碱预处理过程中木质素主要发生了降解；亚硫酸盐预处理之后,木质素发生了移位降解。另外,本文还利用草酸青霉菌种A10-T发酵生产的纤维素酶粗酶液与从不同方法预处理之后的玉米秸秆中提取的木质素进行吸附实验。发现提取自稀酸预处理后的玉米秸秆中的木质素,对纤维素酶的吸附作用比碱性预处理和亚硫酸盐预处理后原料中的木质素吸附能力要强,而未处理秸秆中木质素的吸附能力相对较弱。经过蛋白质相关分析发现,不同预处理后秸秆中提取的木质素,对纤维素酶液中不同分子量的酶蛋白的吸附效果也有差异,但所有木质素样品吸附比较明显的纤维素酶蛋白都集中在25-70KDa左右。不同预处理秸秆样品中的木质素与纤维素酶作用后,对纤维素酶各酶活力的影响情况各不一样。就本文使用的木质素样品而言,吸附后酶液中外切葡聚糖酶的活力降低最大,其次为内切葡聚糖酶,但对木聚糖酶和p-葡萄糖苷酶的影响稍有差异。稀酸预处理后秸秆样品中木质素对各种纤维素酶的影响最强,其次是亚硫酸盐预处理木素,最弱的是没有经过预处理的木质素。结合粗酶液和部分纯化之后的蛋白样品的双向电泳,对电泳胶进行蛋白质点统计,发现木质素对纤维素酶的吸附作用主要集中在CBH、EG、Xyn三大种酶上。而不同的木质素,对不同纤维素酶种类的吸附量也不一样。从未经任何预处理的玉米秸秆中提取的木质素主要吸附木聚糖酶和EG。从经过稀酸预处理玉米秸秆中提取的木质素和从经过碱预处理玉米秸秆中提取的木质素均对CBH和木聚糖酶以及EG主要吸附。从经过亚硫酸盐预处理玉米秸秆中提取的木质素除了主要吸附CBH、EG、木聚糖酶三种酶以外,对葡萄糖淀粉酶的吸附也非常强烈。这些数据的研究为寻找有效控制酶解过程中木质素影响的方法打下了基础。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S216.2

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 卜登攀;饲用纤维素酶及产酶微生物[J];宁夏农学院学报;2000年04期

2 傅力,丁友f ,张篪;纤维素酶测定方法的研究[J];新疆农业大学学报;2000年02期

3 邱雁临;纤维素酶的研究和应用前景[J];粮食与饲料工业;2001年08期

4 曾青兰;;纤维素酶及其应用[J];河北农业科学;2008年08期

5 王万能;;福寿螺纤维素酶基因的原核表达[J];安徽农业科学;2009年19期

6 曾盈宇;陈介南;何钢;张伟涛;詹鹏;;纤维素酶及相关基因克隆的研究进展[J];湖南农业科学;2009年12期

7 任恒星;冷云伟;李浩;赵兰;;纤维素酶生产研究进展[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年15期

8 刘晓晶;李田;翟增强;;纤维素酶的研究现状及应用前景[J];安徽农业科学;2011年04期

9 李旺;张光勤;;纤维素酶基因工程研究进展[J];生物技术通报;2011年08期

10 刘慧琳;曹以诚;杨磊;黄昱阳;曾炳佳;;白蚁纤维素酶结构域重组研究[J];广东农业科学;2011年09期

相关会议论文 前10条

1 吕东海;周岩民;李如治;;饲用纤维素酶及其应用研究进展[A];酶制剂在饲料工业中的应用[C];2005年

2 陈清华;冯钦龙;周辉;;纤维素酶生产的研究进展[A];酶制剂在饲料工业中的应用[C];2005年

3 杨家华;郭志宏;;纤维素酶在反刍动物生产上的应用[A];中国奶牛协会2007年会论文集（上册）[C];2007年

4 曾涛;曾会才;陈汉清;;海南省部分纤维素酶高产菌株的分离与鉴定[A];2009年海南省微生物学检测及质量保证研讨会论文集[C];2009年

5 王凤超;陈冠军;刘巍峰;;环境基因组文库的构建及纤维素酶基因的筛选[A];2008年中国微生物学会学术年会论文摘要集[C];2008年

6 王娟;李欣;吴松刚;黄建忠;;长梗木霉外切纤维素酶基因的克隆及其表达[A];华东六省一市生物化学与分子生物学会2009年学术交流会论文摘要汇编[C];2009年

7 王骥;丁明;李燕红;陈清西;许根俊;赵辅昆;;动物内源性纤维素酶:福寿螺(Ampullaria crossean)多功能纤维素酶基因的克隆[A];华东六省一市生物化学与分子生物学会2003年学术交流会论文摘要集[C];2003年

8 冯文英;;固体纤维素酶的浸渍条件优化及其特性研究[A];中国造纸学报2003年增刊——中国造纸学会第十一届学术年会论文集[C];2003年

9 赵辅昆;王骥;陈清西;许根俊;;纤维素酶的研究进展[A];第七届全国酶学学术讨论会论文摘要集[C];2004年

10 姚强;黄琰;陈冠军;;产耐碱性纤维素酶丝状真菌的筛选及研究[A];山东微生物学会第六次会员代表大会暨2004年学术年会论文集（上）[C];2004年

相关重要报纸文章 前10条

1 平远 译;纤维素酶可提高秸秆饲料利用率[N];福建科技报;2004年

2 河北农业大学动物科技学院 孙洪新邋甄二英;纤维素酶在动物营养中的应用[N];中国畜牧兽医报;2008年

3 王菁莎　王颉 刘景彬;纤维素酶的应用现状[N];中国食品质量报;2009年

4 刘国信;开发纤维素酶制剂大有可为[N];经理日报;2004年

5 陆慕寒 整理;35项印染行业节能减排先进技术——助剂篇(二)[N];中国纺织报;2008年

6 山东农业大学 王纪亭;饲料原料资源匮乏出路何在[N];中国畜牧报;2003年

7 ;2009年印染行业节能减排优秀技术创新成果推介[N];中国纺织报;2009年

8 冯卫东;科技将这样改变我们的生活[N];科技日报;2008年

9 ;高活力纤维素酶生产技术　[N];中国化工报;2002年

10 本报记者 李晓岩;生物炼制：突破纤维素利用瓶颈[N];中国化工报;2007年

相关博士学位论文 前10条

1 张庆;瑞氏木霉纤维素酶降解模式及其功能多样性研究[D];山东大学;2015年

2 张聪;Cytophaga hutchinsoni纤维素酶系研究[D];山东大学;2015年

3 周峻沛;云斑天牛胃肠道内共生细菌来源的纤维素酶和半纤维素酶的初步研究[D];中国农业科学院;2010年

4 韦小敏;斜卧青霉胞外蛋白质组学分析与纤维素酶合成调控机制研究[D];山东大学;2011年

5 廖红东;磁性纳米颗粒固定纤维素酶和产酶丝状真菌转化的研究[D];湖南大学;2010年

6 王玉国;新型嗜热纤维素酶的性质研究及协同水解纤维素作用[D];吉林大学;2011年

7 李兴华;纤维素酶产生菌的筛选及纤维素酶基因在家蚕中的表达研究[D];浙江大学;2011年

8 余圆圆;纤维素酶修饰及其对纤维素纤维作用的研究[D];江南大学;2014年

9 俞梅兰;EGA-GFP和CD-GFP对纤维素纤维的作用机理及应用研究[D];浙江理工大学;2015年

10 吴淑芳;重组内切纤维素酶酶学性能及其应用研究[D];南京林业大学;2005年

相关硕士学位论文 前10条

1 耿月姗;纤维素酶在几种咪唑类离子液体中活性研究[D];天津大学;2009年

2 钱文佳;南极细菌产低温纤维素酶的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

3 舒勤;嗜碱性芽孢杆菌Bacillus sp.AC-2产纤维素酶的研究[D];浙江大学;2004年

4 赵燕;高效纤维素酶高产菌的筛选及相关研究[D];武汉科技大学;2013年

5 李娜;耐热真菌纤维素酶基因的克隆与序列分析[D];山东农业大学;2013年

6 田海娇;纤维素酶生产菌的筛选、诱变及产酶机制的初步研究[D];东北林业大学;2015年

7 訾晓雪;不同底物诱导下桦剥管菌纤维素酶活和蛋白质组学研究[D];东北林业大学;2015年

8 谭玲;高效水解甘油有机溶剂预处理麦草纤维素酶制剂的选择和复配[D];江南大学;2015年

9 张群;纤维素酶/木聚糖酶复合处理毛竹研究[D];江南大学;2015年

10 刘婷婷;四川黑茶渥堆过程中纤维素酶、果胶酶分泌菌株的筛选及其产酶条件优化[D];四川农业大学;2015年

，

本文编号：2694640