1. 研究目的与意义
纤维素是地球上最丰富、最廉价的可再生资源。 资料表明,植物通过光合作用使光能以生物能形式固定下来,其生成量每年高达 50109t,这些能量相当于目前为止世界能耗总量的 10 倍,且这些生物能年复一年通过自然界物质循环生成,是不会枯竭的可再生资源。 这些生物量中有大部分是以纤维素、半纤维素形式存在,过去纤维素资源的利用仅仅局限于造纸、建筑、农业等一些领域。当前越来越多的研究开始致力于如何将纤维素降解转化为还原性糖,进而转化为乙醇、乙酰丙酸、蚁酸等高价值的化工成品,从而满足世界对能源和化工产品需求不断增长的需要。随着这些产业的发展,如何节约生产成本成为人们日益关注的问题之一。
纤维素酶在水解木质纤维素后, 一部分游离于酶解液中, 另一部分则吸附于高木质素含量的酶解残渣中。酶解液中的游离酶可通过超滤法或重吸附法进行回收利用。当把酶解残渣中的纤维素酶进行回收利用时, 其酶解效果并不理想。这是因为吸附在木质素上的酶很多已失效。通过加入表面活性剂可减少酶在木质素上的无效吸附量, 从而提高木质素含量底物酶解效率。Yang等通过添加BSA 提高木质纤维素表面亲水性, 减少纤维素酶的无效吸附, 从而提高含有较多木质素的底物酶解效率。纤维素酶在纤维素基底物上的吸附效果的影响因素很多, 影响因素主要有温度、pH 值、离子强度、表面活性剂等。研究这些因素对酶脱附影响规律以期获得重吸附回收利用纤维素酶的最佳工艺。通过研究水解结束后,酶与底物之间的吸附-脱附关系,通过对酶解渣最优脱附条件的选择,最终实现纤维素酶的多次回用,改善酶解糖化技术水平,进一步降低酶的使用成本。
2. 国内外研究现状分析
纤维素是地球上最丰富、最廉价的可再生资源。 资料表明,植物通过光合作用使光能以生物能形式固定下来,其生成量每年高达 50109t,这些能量相当于目前为止世界能耗总量的 10 倍,且这些生物能年复一年通过自然界物质循环生成,是不会枯竭的可再生资源。 这些生物量中有大部分是以纤维素、半纤维素形式存在,过去纤维素资源的利用仅仅局限于造纸、建筑、农业等一些领域。当前越来越多的研究开始致力于如何将纤维素降解转化为还原性糖,进而转化为乙醇、乙酰丙酸、蚁酸等高价值的化工成品,从而满足世界对能源和化工产品需求不断增长的需要。随着这些产业的发展,如何节约生产成本成为人们日益关注的问题之一。
3. 研究的基本内容与计划
2文献综述
l 2.1纤维素酶
2.1.1纤维素酶酶系概况
纤维素酶是指能水解纤维素β-1,4-葡萄糖苷键,使纤维素变成纤维二糖和葡萄糖的一组酶的总称,是多组分酶系。纤维素酶主要由三类不同催化反应功能的酶组成,即内切葡聚糖苷酶(又名cx酶)、外切葡聚糖苷酶(又名c1酶,纤维素二糖水解酶)、β-葡萄糖苷酶(又名纤维二糖酶)[9]。
4. 研究创新点
3.3 创新之处
选择酶解渣最优脱附条件
实现纤维素酶的多次回用
