糖苷水解酶高效水解液氨预处理的玉米秸秆的研究
发布时间：2020-12-22 19:54
木质纤维素是世界上最丰富的可再生资源。用玉米秸秆等木质纤维素原材料进行生物炼制生产醇类燃料及其它化工产品在国内外都有广泛的研究和应用。糖苷水解酶对玉米秸秆的水解是该生物炼制的关键步骤。但是,在玉米秸秆水解过程中,木质素和难降解寡糖对糖苷水解酶水解活性的抑制,导致了酶成本的增高以及单糖产量的损失,成为制约以玉米秸秆为原料进行生物炼制的瓶颈问题。研究发现经过液氨提取（Extractive Ammonia,EA）预处理,去除玉米秸秆（corn stove,CS）中的木质素,可以有效提高酶解效率。然而,木质素对单个糖苷水解酶的水解活性以及对多个糖苷水解酶的协同水解活性的影响目前尚不清楚。另外,在经过氨纤维膨爆（Ammonia Fiber Expansion,AFEX）预处理的玉米秸秆的高固体含量酶水解过程中,部分纤维素和半纤维素以难降解寡糖的形式累积在酶解液中,造成了单糖产量的严重损失,可能的原因是一些关键糖苷水解酶酶活力的缺失。因此,明确木质素对单个及多个糖苷水解酶水解活性的具体抑制程度和找到水解难降解寡糖的关键糖苷水解酶,不仅能够降低液氨预处理玉米秸秆的水解过程中的酶添加量,同时还能提高单...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１．２０１１年世界范围的生物质能源比例和材料来源Ｗｌ
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?糖苷水解酶高效水解液氨预处理的玉米秸杆的研究??ｏｒ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ，?ｗｉｔｈ?ｈｉｇｈｅｓｔ?ｔａｘｏｎｏｍｉｃ?ｒａｎｋｓ?ｃｏｌｏｕｒ－ｃｏｄｅｄ?ａｓ?ｓｈｏｗｎ?ｉｎ?ｋｅｙ［３２］．??图１－９．自然界中与木质纤维素降解有关的微生物及其分布矩阵图ｌ３２］。??１．４木质纤维素降解有关的糖苷水解酶??１．４．１糖苷水解酶核心酶与副酶的定义??木质纤维素水解酶主要包括纤维素酶，半纤维素酶，果胶酶和酯酶等真菌??分泌的糖苷水解酶种类多达上百种［４６１，但并不是所有糖苷水解酶在木质纤维素的水解过??程中都是必须的。找到纤维素和半纤维素降解所需的最少关键酶对于降低生物炼制过程??中酶成本具有重要意义。??在最近发表的研究中，将在纤维素和半纤维素酶解过程中起核心作用的６种不同类??型的糖苷水解酶，定义为糖苷水解酶核心酶，包括四个纤维素酶［ｅｎｄｏｇｌｕｃａｎａｓｅＩ（ＥＧＩ，??ＧＨ?ｆａｍｉｌｙ?７Ｂ），?ｃｅｌｌｏｂｉｏｈｙｄｒｏｌａｓｅ?Ｉ?（ＣＢＨ?Ｉ，?ＧＨ?ｆａｍｉｌｙ?７Ａ），?ｃｅｌｌｏｂｉｏｈｙｄｒｏｌａｓｅ?ＩＩ?（ＣＢＨ?ＩＩ，??ＧＨ?ｆａｍｉｌｙ?６Ａ），和?Ｐ－ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ?（ＰＧ，?ＧＨ?ｆａｍｉｌｙ?３）］和两个主要的半纤维素酶［ｅｎｄｏ－Ｐ－１，??４－ｘｙｌａｎａｓｅ?（ＥＸ，?ＧＨ?ｆａｍｉｌｙ?１１）?ａｎｄ?ｐ－ｘｙｌｏｓｉｄａｓｅ?（ＰＸ，?ＧＨ?ｆａｍｉｌｙ?３）］［４７］。以上六种糖苷水解??酶核心酶是葡聚糖（纤维素）和木聚糖（半纤维素的主要成分）完全水解成单糖（葡萄??糖和木糖）所需要的最少糖苷水解酶种类。??另外
本文编号：2932335
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１．２０１１年世界范围的生物质能源比例和材料来源Ｗｌ
Ｆｉｇ．?１－６．?Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｈｅｍｉｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｆｒｏｍ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｓｏｕｒｃｅｓ?（Ｖｅｎｋａｔｅｓｈ?Ｂａｌａｎ??ｅｔ?ａｌ．）．??图１－６．不同植物来源的半纤维素组成成分及结构模式不意图（Ｖｅｎｋａｔｅｓｈ?Ｂａｌａｎ?ｅｔ?ａｌ．）。??Ｇｌｕｃｕｒｏｎｏｘｙｌａｎ?（ＧＸ）?Ｍｅ〇??ＨＯ?〇?（??Ｍｏｒｅ?ｔｈａｎ?９０％?ｏｆ?ｔｈｅ?＼?０?。?〇Ｈ?ｊ??ｈｅｍｉｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ?！，＇０?ｗ?＾ｓ＞?＇＇ｔ?。ｗ?＾ｓ＞?叩??ｉｎ?ｔｈｅ?ｓｅｃｏｎｄａｒｙ?ｃｅｌｌ?ｗａｌｌｓ?，?Ｈ００?０??ｏｆ?ａｎｇｉｏｓｐｅｒｍｓ．?Ａｂｏｕｔ?７－?ｉ?°＝＜：?０Ｈ?）??１５％?ｉｎ?ｇｙｍｎｏｓｐｅｒｍｓ．?４卜ｐ．Ｄ＿Ｘｙ＞?）??＾?Ａ?，??卜。?＾?＾?卜乂、?Ｋ??Ｇｌｕｃｕｒｏｎｏａｒａｂｉｎｏｘｙｌａｎ?（ＧＡＸ）?；〇々??ＯＨ?ＣＯＯＨ??Ｆｏｕｎｄ?ｉｎ?ａｌｌ?ｐｌａｎｔｓ，?ｂｕｔ?ｉｔ?ｃ?Ｍｅ〇??ｉｓ?ｔｈｅ?ｍａｊｏｒ?ｈｅｍｉｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?＾．〇?〇?Ｈ。??ｉｎ?ｔｈｅ?ｐｒｉｍａｒｙ?ｗａｌｌ?ｏｆ?ｈ０?〇?ｗ?ｈ〇?〇?ｗ?＾?ｉ?‘。二?〇??＂ｃｏｍｍｅｌｉｎｏｉｄ＂?ｍｏｎｏｃｏｔｓ１；?。。??ＧＡＸｓ?ｉｎ?ｓｅｃｏｎｄａｒｙ?ｃｅｌｌ?〇Ｍ?〇ｈ??ｗａｌｌｓ?ａｒｅ?ｌｅｓｓ?ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ?ＣＨ
?糖苷水解酶高效水解液氨预处理的玉米秸杆的研究??ｏｒ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ，?ｗｉｔｈ?ｈｉｇｈｅｓｔ?ｔａｘｏｎｏｍｉｃ?ｒａｎｋｓ?ｃｏｌｏｕｒ－ｃｏｄｅｄ?ａｓ?ｓｈｏｗｎ?ｉｎ?ｋｅｙ［３２］．??图１－９．自然界中与木质纤维素降解有关的微生物及其分布矩阵图ｌ３２］。??１．４木质纤维素降解有关的糖苷水解酶??１．４．１糖苷水解酶核心酶与副酶的定义??木质纤维素水解酶主要包括纤维素酶，半纤维素酶，果胶酶和酯酶等真菌??分泌的糖苷水解酶种类多达上百种［４６１，但并不是所有糖苷水解酶在木质纤维素的水解过??程中都是必须的。找到纤维素和半纤维素降解所需的最少关键酶对于降低生物炼制过程??中酶成本具有重要意义。??在最近发表的研究中，将在纤维素和半纤维素酶解过程中起核心作用的６种不同类??型的糖苷水解酶，定义为糖苷水解酶核心酶，包括四个纤维素酶［ｅｎｄｏｇｌｕｃａｎａｓｅＩ（ＥＧＩ，??ＧＨ?ｆａｍｉｌｙ?７Ｂ），?ｃｅｌｌｏｂｉｏｈｙｄｒｏｌａｓｅ?Ｉ?（ＣＢＨ?Ｉ，?ＧＨ?ｆａｍｉｌｙ?７Ａ），?ｃｅｌｌｏｂｉｏｈｙｄｒｏｌａｓｅ?ＩＩ?（ＣＢＨ?ＩＩ，??ＧＨ?ｆａｍｉｌｙ?６Ａ），和?Ｐ－ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ?（ＰＧ，?ＧＨ?ｆａｍｉｌｙ?３）］和两个主要的半纤维素酶［ｅｎｄｏ－Ｐ－１，??４－ｘｙｌａｎａｓｅ?（ＥＸ，?ＧＨ?ｆａｍｉｌｙ?１１）?ａｎｄ?ｐ－ｘｙｌｏｓｉｄａｓｅ?（ＰＸ，?ＧＨ?ｆａｍｉｌｙ?３）］［４７］。以上六种糖苷水解??酶核心酶是葡聚糖（纤维素）和木聚糖（半纤维素的主要成分）完全水解成单糖（葡萄??糖和木糖）所需要的最少糖苷水解酶种类。??另外
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