论文部分内容阅读
纤维素是秸秆发酵生产生物燃料的主要成分，然而包裹在纤维素外层的木质素和较小的纤维素晶体结构比表面积是秸秆难以利用的主要原因。 本论文进一步优化了米曲霉CGMCC5992液态发酵合成LiP（木质素过氧化物酶）的培养基成分及发酵条件，研究了以米曲霉CGMCC5992发酵液作为LiP粗酶液，氧化降解玉米秸秆木质素以及降解后秸秆纤维素酶糖化的动力学，分析了各种反应条件对动力学参数的作用，揭示了降解的机制。主要结论如下： （1）通过单因素试验和正交设计、响应面分析，获得的米曲霉CGMCC5992合成LiP培养基组成为（g/L）：30玉米秸秆、2.5麦芽糖、2.5甘油、15酵母浸膏、45硫酸铵、0.4 FeSO4、0.4 CuSO4、1.0 MnSO4、0.6 MgSO4、0.1 VB12、5.5甘氨酸；最适摇瓶培养条件为温度35℃，转速146 r/min，装液量111 mL，接种量12%。在最优条件下，米曲霉产LiP活力显著升高。试验测定LiP活性最大达到2267 U/L。 （2）以生成愈创木酚的速率为指标，分析了预处理温度及时间、反应的温度、酸碱度和酶体积、过氧化氢浓度和体积等单因素对反应动力学参数表观米氏常数（Km）’和表观最大反应比速率（μmax）’的影响，揭示了获得LiP催化降解玉米秸秆木质素最大（μmax）’和较小的（Km）’的条件为：20 g玉米秸秆、113℃预处理11 min、粗酶液50 mL、水240 mL（水:物料12:1），水解温度39℃。愈创木酚速率为0.2896 mg/mL/min，（μmax）’为1.68 mg/mL/min，（Km）’为0.37 mg/mL。 （3）以糖得率作为指标，阐明了米曲霉CGMCC5992发酵液和过氧化氢预处理后玉米秸秆糖化反应的动力学。The Impeded Michaelis Model能很好的拟合试验数据，模型给出了酶的起始活性和可接近度参数Kobs,0和酶活性逐渐损失率Ki。优化纤维素酶水解纤维素的条件。当pH4.7，温度48.6℃，纤维素酶浓度1.5%，水料比为12.4:1时，可获得最大糖得率Ytrs时Kobs,0、Ki分别为0.3532 h-1、0.1323 h-1，此时，糖得率为58.28%。在试验浓度范围内Ytrs和Kobs,0呈正相关关系、和Ki成负相关关系。