提高纤维素酶水解效率和降低水解成本

在我国可大量转化乙醇的是纤维质材料。纤维质材料转化乙醇的关键问题是纤维质转化为糖的过程,提高纤维素酶转化效率的方法有:(1)对纤维质材料进行预处理;(2)研究纤维素酶的最适作用条件;(3)纤维素酶的重复利用;(4)合理的发酵工艺等。本文分析了纤维素的结构以及纤维素酶的作用方式,总结了目前研究较多的几种纤维质材料预处理方法,及其对纤维素酶水解率的影响,并对研究纤维素酶的最适作用条件、纤维素酶的重复利用以及合理的发酵工艺进行了综述和分析。     

提高纤维素酶水解效率和降低水解成本

在我国可大量转化乙醇的是纤维质材料.纤维质材料转化乙醇的关键问题是纤维质转化为糖的过程,提高纤维素酶转化效率的方法有:(1)对纤维质材料进行预处理;(2)研究纤维素酶的最适作用条件;(3)纤维素酶的重复利用;(4)合理的发酵工艺等.本文分析了纤维素的结构以及纤维素酶的作用方式,总结了目前研究较多的几种纤维质材料预处理方法,及其对纤维素酶水解率的影响,并对研究纤维素酶的最适作用条件、纤维素酶的重复利用以及合理的发酵工艺进行了综述和分析.     

木质纤维素酶解糖化*

纤维素水解转化为可发酵糖工艺是纤维素乙醇炼制过程中至关重要的环节。酶法水解工艺具有条件温和、副产物少、环境友好等特点,因而受到广泛重视。目前许多学者已针对如何提高木质纤维素酶解效率、降低纤维素酶成本等问题,开展了多种化学、生物技术及工艺耦合的研究。本文综述了近几年木质纤维素酶解领域取得的最新工艺进展和理论研究成果,对原料预处理、多酶复配优化、酶脱附与重复利用、工艺耦合、高固液比反应等方面的研究情况进行了总结,同时展望了木质纤维素酶解工艺的未来发展方向。     

木质纤维素化学水解产生可发酵糖研究

能源短缺已成为国际上亟待解决的问题,利用生物质纤维素生产能源乙醇是目前研究的热点。生物质纤维素转化能源乙醇技术的关键与瓶颈之一是如何将纤维素水解为可发酵单糖,水解技术尚处于不断发展之中。本文主要综述了生物质纤维素化学水解的研究进展。     

木质纤维素化学水解产生可发酵糖研究

能源短缺已成为国际上亟待解决的问题,利用生物质纤维素生产能源乙醇是目前研究的热点.生物质纤维素转化能源乙醇技术的关键与瓶颈之一是如何将纤维素水解为可发酵单糖,水解技术尚处于不断发展之中.本文主要综述了生物质纤维素化学水解的研究进展.     

木质纤维素化学水解产生可发酵糖研究

能源短缺已成为国际上亟待解决的问题,利用生物质纤维素生产能源乙醇是目前研究的热点.生物质纤维素转化能源乙醇技术的关键与瓶颈之一是如何将纤维素水解为可发酵单糖,水解技术尚处于不断发展之中.本文主要综述了生物质纤维素化学水解的研究进展.     

非离子型表面活性剂对木质纤维素酶催化水解的影响及机理

木质纤维素的酶解糖化过程是纤维素生物质转化中的关键步骤,也是限制纤维素生物转化生产燃料和化学品的主要瓶颈。大量的研究表明,非离子型表面活性剂能够强化木质纤维素酶解过程,显著提高纤维素的酶催化水解效率。本文综述了非离子型表面活性剂对纯纤维素和木质纤维素底物酶解的影响,分析了底物结构特性、水解条件、纤维素酶组成等诸多因素与表面活性剂作用效果之间的关联,并从纤维素酶的吸附特性、纤维素酶组分间的协同作用等方面对非离子表面活性剂的作用机理进行了总结。结合已有的研究进展和存在的问题,提出了今后表面活性剂对于木质纤维素酶催化水解影响的研究重点方向,即系统分析底物结构、水解条件等因素对表面活性剂作用的宏观影响,以及分析这种作用的热力学和动力学特性,而微观上需要从原子和分子层面上解析表面活性剂与底物和纤维素酶之间的相互作用特性。     

木质纤维素的预处理及其酶解

从木质纤维素制取燃料乙醇,主要包括原料预处理、酶水解糖化及酒精发酵三个部分.通过前二步获得较高还原糖总量是提高乙醇得率的关键.预处理技术及工艺直接影响酶解效果,而酶水解是一个涉及多因素变化的复杂异相动力学过程.本文主要针对这两部分的国内外研究现状作一论述,并提出该领域目前所面临的问题及发展前景.     

植物细胞壁蛋白与木质纤维素酶解

木质纤维素是生产生物能源和材料的重要原料。木质纤维素具有高度复杂的结构,其酶解效率除了受自身的凝聚态结构影响外,还受到细胞壁自身组分的影响。本文综述了植物细胞壁中主要蛋白的特征及其与木质纤维素酶解的关系。从植物自身细胞壁蛋白活性出发来研究木质纤维素的酶解,为研究其酶解机制和高效酶解方法提供了新思路。     

植物细胞壁蛋白与木质纤维素酶解

木质纤维素是生产生物能源和材料的重要原料.木质纤维素具有高度复杂的结构,其酶解效率除了受自身的凝聚态结构影响外,还受到细胞壁自身组分的影响.本文综述了植物细胞壁中主要蛋白的特征及其与木质纤维素酶解的关系.从植物自身细胞壁蛋白活性出发来研究木质纤维素的酶解,为研究其酶解机制和高效酶解方法提供了新思路.     

MnO2纳米粒子固载纤维素酶用于高效水解农业废弃物制备生物乙醇

纤维素酶是一种有效的纤维质类物质水解催化剂,工业应用时可通过固定化纤维素酶来降低其成本。本文将烟曲霉原变种JCF产生的纤维素酶固定在MnO2纳米颗粒上。 MnO2可提高纤维素酶的活性,并充当一个更好的载体。采用扫描电镜表征了所制MnO2纳米粒子及其负载纤维素酶的表面性质,以傅里叶变换红外光谱分析了固定在MnO2纳米粒子上纤维素酶的官能团性质。纤维素酶在MnO2纳米粒子上最大的固定化效率为75%。考察了固定化纤维素酶的活性、操作pH值、温度、热稳定性和重复使用性等性质。结果表明,所制固定化酶的稳定性比游离酶更高。固定于MnO2纳米粒子上的纤维素酶可用于纤维质类物质的水解反应,且能在较宽的温度和pH值范围内使用。表征结果证实了该催化剂具有非常高的催化纤维素类物质水解的活性。     

纤维素酶水解动力学的人工神经网络模型研究

酶作用机制的模糊以及影响异相体系因素的大量存在, 使得纤维素水解的酶催化过程高度复杂, 很难为之建立理论模型. 采用非理论模型人工神经网络模拟和预测了纤维素酶水解反应, 并与常用的响应面模型进行了比较. 选取加酶量 X1, 底物浓度 X2 和反应时间 X3 作为自变量, 还原糖浓度 Y1 和原料转化率 Y2 作为响应值. 结果表明, 人工神经网络模型比响应面模型更适合作为研究纤维素酶水解的动力学工具. 在模拟过程中, 除中心试验点外, 只有 1 个试验点上人工神经网络模拟值 Y2 产生的误差大于响应面模型. 在预测过程中, 人工神经网络模型的预测值都比响应面模型更接近实验值.     

特种纤维素酶催化水解壳聚糖及壳寡糖的制备研究

用凝胶渗透色谱法研究了特种纤维素酶催化水解过程中的分子量及其分布,制备了不同低分子量的壳聚糖和壳寡糖,详细研究了水解温度、pH值、时间和酶的用量等因素对酶催化水解产物的分子量及其分布的影响,制备壳寡糖的反应条件为壳聚糖质量分数w=0．01,水解温度58℃,pH=5．3,特种纤维素酶w=0．10,反应时间3h。     

超临界二氧化碳偶合超声预处理强化玉米秸秆酶水解(英)

提出了一个木质纤维素生物质预处理的全绿色加工过程.以玉米秸秆和玉米芯为原料,以超临界CO₂和超声偶合法对木质纤维素进行预处理.超临界CO₂预处理条件为:压力15-25 MPa,温度120₁70℃,含水量50%,反应时间0.5₄ h.超声场功率600W,温度80℃,作用时间2-8 h.用纤维素酶水解反应获得的还原糖总量来评价预处理效果.结果表明,单纯超临界CO₂和超临界CO₂偶合超声预处理都能够提高生物质水解反应还原糖产量.对于玉米芯,超临界CO₂预处理（170℃,20 MPa,3 0min）后,还原糖产率为62%（未预处理的为12%）.对于玉米秸秆（170℃,20 MPa,2.5 h）,还原糖产率为46.4%.对于玉米芯,超临界CO₂偶合超声预处理（600 W,80℃下超声处理6 h,然后用170℃,20 MPa超临界CO₂预处理30 min）后,还原糖产率为87%.对于玉米秸秆,超临界CO₂偶合超声预处理（600 W,80℃下超声处理8 h,然后用170℃,20 MPa超临界CO₂预处理1 h）后,还原糖产率为25.5%.与未处理生物质相比,X射线衍射结果表明玉米秸秆和玉米芯在超临界CO₂和超声预处理后其结晶度没有明显变化.扫描电镜分析则发现木质纤维素的表面积显著增加.     

纤维素酶在食品发酵工业中的应用及其前景

本文论述了纤维素与纤维素酶的研究进展。着重阐述了纤维素酶在食品与发酵工业中的应用及其木质纤维类废物利用等最新动态、同时阐明了纤维素与纤维素酶在食品及发酵工业应用中存在的问题。     

纤维素酶降解纤维素机理的研究

纤维素是自然界中含量最多的一类碳水化合物,同时它也是地球上数量最大的可再生资源。纤维素酶是一种高活性生物催化剂,在纤维素类资源的利用方面发挥重要的作用。本文综述了纤维素、纤维素酶的分子结构和纤维素酶对纤维素的降解机理,影响酶解的主要因素以及提高酶解效率的主要措施,并对纤维素酶研究存在的问题以及今后的发展作了进一步展望。     

秸秆纤维素的一步快速提取和水解

研究了秸秆纤维素的一步快速提取方法, 在醋酸和硝酸溶液体系中, 选择10种不同的反应条件, 进行了提取条件优选, 然后对提取的纤维素样品分别进行了水解. 结果发现, 纤维素提取的最佳条件为120 ℃, 固液比为1∶25, 在体积分数为80%的醋酸和10%的硝酸混合溶液中反应20 min, 纤维素的产率为38%. 纤维素样品的水解实验发现, 在最佳条件下提取样品的葡萄糖含量都大于90%, 水解率达到94%. 13C NMR和FTIR分析结果表明, 纤维素的分子结构未被破坏, 但纤维素Ⅰβ含量较高, 木质素和半纤维素的去除率都很高, 表明此方法是比较理想的制备高纯度纤维素的方法.     

化学法催化纤维素高效水解成糖

利用化学法实施纤维素高效水解成糖是将可再生非粮生物质转化为能源与材料的关键支撑技术,对维系未来资源与环境的可持续发展具有重要意义。近年来,随着纤维素水解研究的不断深入,研究重点已从探索水解可行性发展到构建高效（即高转化率、高选择性、高转化速度）水解成糖技术。本文通过系统综述纤维素高效水解成糖的原理与方法,围绕纤维素结晶结构转变与水解成糖效率间的关系,详细探讨了各类技术方法在实施高效水解成糖方面的优势与不足。最后,结合最新的研究进展,为未来成功实现纤维素的高效水解成糖提供思路与建议。     

秸秆超(亚)临界水预处理与水解技术

秸秆的资源化特别是乙醇化技术由于其技术可行性和产物高值化受到了广泛关注。预处理与水解是乙醇化的关键过程。目前针对秸秆的转化已经开展了多种化学或生物技术的研究,其中超（亚）临界技术与传统技术相比显示了独特的优势,如更高的反应速率、不需催化剂、无产物抑制等。本文在总结秸秆传统预处理与水解技术的基础上,对秸秆超（亚）临界水预处理与水解的过程和机理,特别是超临界亚临界组合技术的研究现状、工艺及其相关研究的进展进行了综述和分析,并阐述了超临界亚临界组合技术首先在超临界水中打破纤维结构进行初级水解,再通过亚临界反应将初级水解产物低聚糖进一步水解为葡萄糖的基本原理。最后对超（亚）临界技术在秸秆资源化领域的研究和应用前景进行了展望。     

纤维素水解研究进展

近年来纤维素的有效降解和转化问题已成为制约木质纤维素生物质有效利用的主要瓶颈之一。纤维素降解和转化方法的研究已成为当今科技界的一大研究热点,它对解决当前的资源、能源和环境问题都具有重要意义。将纤维素水解为葡萄糖等糖类物质是纤维素利用的重要途径。本文详细综述了目前有关纤维素水解的各种方法和相关研究进展。