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随着全球不断变暖和矿物能源的日益枯竭,人们越来越关注可持续发展型的生物燃料。生物燃料的研究已从“第一代生物乙醇”(淀粉基生物乙醇)发展到“第二代生物乙醇”(木质纤维生物质乙醇)。后者具有原料来源广泛,成本低,而且不与人类争粮等优点,有更加良好的发展前景。本文以塔拉工业提取没食子酸的纤维剩余物为原料,采用纤维素酶水解方法进行糖化,并将生成的可发酵糖利用固定化酵母发酵制得生物乙醇,主要研究结果如下:(1)纤维素酶内三大组分酶活力:内切β-葡聚糖苷酶8900U·g-1、外切β-葡聚糖苷酶2600U·g-1、β-葡聚糖苷酶2700U·g-1。塔拉剩余物除木素前后两种材料在相同的酶解条件下,分别讨论了不同底物浓度纤维素酶动力学。实验结果表明塔拉纤维剩余物与酶亲和能力强,为适宜的酶解底物。(2)通过单因素实验确定塔拉纤维剩余物的酶解的各个因素取值范围,并通过正交实验得到纤维素酶水解塔拉纤维剩余物优化工艺条件:料液比1:6g·mL-1,酶解温度55℃,pH6,酶解时间48h,在此条件下,塔拉纤维剩余物酶解还原糖产率均值为43.95%。塔拉纤维剩余物将96%纤维素酶吸附至底物上。酶解后塔拉纤维剩余物与酶混合吸附率最大值仅15.1%。塔拉纤维剩余物与酶的解吸附条件为:缓冲液pH值7.2,温度50℃恒温水浴30min;塔拉纤维剩余物与纤维素酶的结合可逆性结合率为43.22%;即43.22%的酶可以回收利用。(3)通过单因素实验确定固定化酵母发酵制乙醇工艺各个因素取值范围,并通过正交实验得到优化工艺条件:海藻酸钠与酵母质量比1:2,底物糖浓度30%,酵母用量1.5g。固定化酵母发酵底物葡萄糖120h乙醇产率均值为83.68%。底物糖溶液最优条件下固定化酵母发酵可重复使用四次,第四次乙醇产率为54.94%。(4)塔拉剩余物的酶解液固定化酵母发酵制备乙醇产率76.84%;未固定化酵母发酵制备乙醇产率为49.21%;固定化后乙醇产率明显提高。塔拉纤维剩余物酶解液经过固定化酵母发酵120h,其酶解液中底物糖利用率达到97.18%,说明塔拉纤维剩余物酶解液中的底物糖也基本都被酵母利用了。固定化酵母以塔拉纤维剩余物酶解液作为底物可重复发酵3次,其发酵乙醇产率降到64.67%。(5)塔拉纤维剩余物在优化条件下酶解的还原糖产率为43.95%,固定化酵母制乙醇的产率为76.84%,塔拉纤维剩余物制乙醇的得率为17.20%。