来自Streptomyces ipomoeae的木聚糖酶协同纤维素酶酶解蔗渣的研究

发布时间：2025-02-11 13:28

　　蔗渣是全球最丰富的木质纤维素原料之一,利用水解木质纤维素所得的还原糖发酵生产生物燃料,不仅能够缓解化石能源危机,还能解决木质纤维素废弃物堆积带来的环境问题。为解决纤维素酶水解效率低和成本高这一瓶颈问题,常采用多酶协同降解的策略。木聚糖酶具有水解半纤维素的特性,能够协同纤维酶促进木质纤维素的生物转化。本论文即以来自甘薯链霉菌Streptomyces ipomoeae的新型木聚糖酶Sipo En Xyn10A(Xyn10A)为研究对象,系统考察其协同纤维素酶酶解蔗渣的行为特性。首先研究蔗渣预处理方式对协同酶解的影响。在所选用预处理方法中,碱性过氧化氢AHPⅠ的处理效果最好,当Xyn10A和纤维素酶以共同添加的酶解方式反应24 h,还原糖的产量为3.01 g/L,协同程度(DS)为1.65,该产量相较于仅机械研磨预处理(MM)提高12倍,认为木质素含量是影响还原糖产量的因素之一。经优化后,Xyn10A协同纤维素酶的最佳协同条件是p H 5.5、温度50℃,相较于单纤维素酶组,协同酶组能够在p H 4.5至p H 6.0的更宽范围内使反应体系保持3.3 g/L的糖产量,相对增效约30%至50%。...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 木质纤维素的概述
    1.3 木质纤维素的水解
        1.3.1 酸水解
        1.3.2 等离子体电解
        1.3.3 热解
        1.3.4 酶解
    1.4 木质纤维的酶解
        1.4.1 纤维素酶
        1.4.2 半纤维素酶
        1.4.3 木质素酶
    1.5 木聚糖酶
        1.5.1 木聚糖酶的分类及特性
        1.5.2 木聚糖酶的作用机理
        1.5.3 木聚糖酶和纤维素酶的协同作用
    1.6 本课题的研究意义和研究内容
        1.6.1 课题研究意义
        1.6.2 课题研究内容
第二章 蔗渣预处理及其对协同酶解的影响
    2.1 实验仪器与试剂
        2.1.1 实验仪器
        2.1.2 实验试剂
    2.2 实验方法
        2.2.1 常用试剂配制
        2.2.2 重组菌的培养及粗蛋白的提取
        2.2.3 Xyn10A蛋白的镍柱纯化
        2.2.4 SDS-PAGE凝胶电泳法
        2.2.5 蛋白质浓度的测定方法
        2.2.6 Xyn10A酶活力的测定
        2.2.7 纤维素酶酶活力的测定
        2.2.8 不同预处理方法
        2.2.9 Xyn10A和纤维素酶C1184协同水解甘蔗渣
        2.2.10 不同来源纤维素酶对协同酶解甘蔗渣的影响
        2.2.11 不同预处理方式对蔗渣成分和酶解的影响
        2.2.12 Xyn10A与纤维素酶协同程度的计算
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 Xyn10A协同纤维素酶C1184水解甘蔗渣
        2.3.2 不同来源纤维素酶对协同酶解甘蔗渣的影响
        2.3.3 不同预处理方式对蔗渣成分和酶解的影响
    2.4 本章小结
第三章 木聚糖酶XYN10A协同纤维素酶的条件优化
    3.1 实验仪器与试剂
        3.1.1 实验仪器
        3.1.2 实验试剂
    3.2 实验方法
        3.2.1 pH对 Xyn10A协同纤维素酶水解预处理蔗渣的影响
        3.2.2 温度对Xyn10A协同纤维素酶水解预处理蔗渣的影响
        3.2.3 协同用酶酶用量的响应面设计
        3.2.4 总酶用量对还原糖产量和协同程度的影响
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 pH对协同反应的影响
        3.3.2 温度对协同反应的影响
        3.3.3 多酶酶用量的响应面分析
        3.3.4 酶用量对产糖和协同的影响
    3.4 本章小结
第四章 木聚糖酶XYN10A与纤维素酶的协同反应特性及酶解生产单糖
    4.1 实验仪器与试剂
        4.1.1 实验仪器
        4.1.2 实验试剂
    4.2 实验方法
        4.2.1 Xyn10A、C2730和S10048 最佳比例的确定
        4.2.2 协同水解的进程曲线
        4.2.3 Xyn10A的预吸附对协同的影响
        4.2.4 反应单糖产率的测定方法
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 反应单糖产率分析
        4.3.2 各酶酶比例对单糖产率和协同的影响
        4.3.3 协同反应的降解进程
        4.3.4 Xyn10A的预吸附对酶解的影响
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文



本文编号：4033333