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随着社会的发展和人口的不断增长,粮食问题日益引起人们的关注,仅依靠有限的耕地,将难以满足增长的人口的需要,同时经济的发展使能源的消耗迅速增长,能源危机和环境污染已成为人类发展所面临的重要问题。要解决这些问题,纤维素资源的利用引起了世界各国的极大关注和高度重视。我国有丰富的纤维素资源,利用酶法水解这些废料生产葡萄糖,相当于在不增加耕地面积的前提下提高一倍粮食产量,葡萄糖还是生产乙醇、甲醇等许多化工材料的重要原料,除此之外酶法水解这些废料还可以防治污染。从这些方面看来,酶法处理作物秸秆等废料可谓一举三得,意义重大,得到了广大科学工作者的关注,有着广阔的前景。 本文的研究为酶法水解作物秸秆提供了理论依据。本文用瑞典产2277—热活性检测仪和八通道微量量热仪(TAM Air)做了有关纤维素酶降解纤维素的一系列实验,按照热动力学理论和对比进度法对所测热功率-时间曲线进行分析处理,得出了相关的结论。具体内容如下: 1.纤维素最佳酶解条件的研究 用微量量热法测出纤维素酶降解纤维素在不同酸度和不同温度下的热功率—时间曲线,按照热动力学理论和对比进度法解析出反应的米凯利斯常数(Km)和最大速率(Vmax),建立最大速率与酸度和温度间的关系式,从而获得了纤维素酶降解纤维素的最佳酸度(pH=4.60)和最佳温度(338K)。 2.金属离子对纤维素酶抑制与激活作用的研究 用微量量热法测出纤维素酶降解纤维素在无金属离子时,以及相同和不同浓度的金属离子存在时的热功率—时间曲线,按照热动力学理论和对比进度法解析出反应的米凯利斯常数(Km)和最大速率(Vmax)以及表观米凯利斯常数(Km′)和表观最大速率(Vmax′),通过比较得出相同浓度的不同离子对纤维素酶降解纤维素这一过程抑制与激活作用的强弱,以及同一离子在不同浓度时抑制与激活作用的强弱,得到了可激活纤维素酶的金属离子(Cu2+)以及其激活作用随浓度的变化趋势(0-20mmol/L浓度范围内,激活作用随