纤维素酶、半纤维素酶降解膨化玉米秸秆工艺优化

利用纤维素酶和半纤维素酶协同降解经过膨化预处理的玉米秸秆,以提高玉米秸秆相比于单酶解的产糖量。在单因素实验的基础上,以还原糖产率为响应值,通过响应面来优化设计实验。实验数据分析得出,膨化玉米秸秆酶解的最佳工艺为:pH 4.8,液固比13∶1,酶解时间60 h,酶浓度6 g/L,温度51℃。对比纤维素酶单独作用于玉米秸秆的降解效果,双酶协同酶解使酶解液的还原糖产率提高到24%,还原糖产率提高了14.3%。协同酶解的研究为木质纤维素原料的降解提供了一种新的方式。     

膨化预处理玉米秸秆的还原糖酶解工艺

应用膨化技术对玉米秸秆进行预处理.在单因素实验基础上,以还原糖转化率为影响值设计正交实验,研究温度、pH、液固比、酶浓度及酶解时间五因素对纤维素酶解过程的影响.得出玉米秸秆糖化酶解最佳工艺条件为:温度48℃,pH 4.5,液固比8:1,酶浓度36.0 U/g,酶解时间25 h；在此工艺条件下还原糖转化率达到28.98％.扫描电镜表征对比观察可看出,膨化后玉米秸秆纤维素酶解充分；结合红外光谱对各组分特征基团分析表明,膨化后的玉米秸秆酶解的纤维素基团特征峰变化更为明显.     

巢湖蓝藻酸提取液提高玉米秸秆的酶解效率

资源化利用是避免富营养化水体打捞得到的蓝藻二次污染的有效方法途径。本研究以巢湖蓝藻为例,利用稀硫酸处理得到酸提取液并将其用于玉米秸秆的酶解过程。以主要成分还原糖和蛋白质的提取量为目标,优化了稀硫酸处理条件(处理时间、温度和硫酸浓度)。结果表明,从巢湖蓝藻提取还原糖的效率随着处理温度和硫酸浓度的升高而升高。在处理温度为125℃,处理时间为2 h,稀硫酸浓度为5%时,提取的还原糖最多为(152.8±12.6)mg/g。稀硫酸处理条件对蛋白质的提取效果影响并不显著。在处理温度为105℃,处理时间为1 h,稀硫酸浓度为5%时,最大提取量为(1.55±0.00)mg/g。提取的藻液中和后可以用于玉米秸秆的酶解过程,同对照相比酶解效率能够提升10%左右。结果表明,藻液中的小分子物质和钙离子是主要的作用组分,推测其和木质素表面官能团结合,从而降低了木质素对纤维素酶的非再生吸附。     

纤维素高效降解菌NU-H的诱变选育及降解特性

以草酸青霉(Penicillium oxalicum)D1为出发菌株,经过紫外线、亚硝酸以及紫外与亚硝酸复合诱变处理,选育出1株高产纤维素酶突变株NU-H,与出发菌株相比,CMCase酶活提高69.8%,滤纸酶活提高75.28%,另外木聚糖酶活,还原糖得率也有显著地提高。通过单因子及正交实验,研究了突变株纤维素酶对稻草粉水解的最适宜条件。结果表明,该菌株酶解糖化的最佳条件为:温度50℃,时间28 h,纤维素酶浓度为60%,底物浓度3%,pH 4.8,还原糖得率为23.25%。     

利用甘蔗渣制备微生物絮凝剂的预处理方法研究

通过对甘蔗渣进行不同的预处理,确定了提高纤维素酶糖化率和酱油曲霉发酵液絮凝率的方法.利用正交实验对固液比、颗粒粒径、溶剂浓度和预处理时间及其交互作用进行考察,确定较优的工艺方案.结果表明,在相同条件下,碱处理能够有效提高纤维素酶的糖化率,处理后甘蔗渣的酶解液中还原性糖浓度和酱油曲霉发酵液的絮凝率分别为3.46 g/L和...     

基于PEG/DEX双水相体系的餐厨垃圾乳酸发酵

利用聚乙二醇(PEG)/葡聚糖(DEX)双水相体系分离餐厨垃圾发酵产物乳酸,分析了聚合物浓度和分子量的影响,以及餐厨垃圾多批次连续发酵时乳酸产率。实验结果表明,PEG/DEX双水相体系对乳酸菌生长影响不大,PEG和DEX浓度变化对乳酸产率、相体积比无显著影响;当DEX分子量由20 000升至40 000,乳酸生成速率由0.631 g/(L.h)降至0.518 g/(L.h),乳酸浓度由33 g/L降至22 g/L。多批次餐厨垃圾连续发酵可极大缩短发酵时间,在不投加缓冲剂的情况下,单批次乳酸产率仍大于0.30 g/g,累积产率大于0.45 g/g。     

耐热乳杆菌的分离及在食物垃圾乳酸发酵中的应用

食物垃圾在我国城市生活垃圾中占有较大比重.发酵食物垃圾生产乳酸是实现其资源化的有效方法.从厌氧发酵的食物垃圾中分离到一株耐热乳酸菌TY50,根据形态、生理生化特征和16S rDNA序列,确定该菌株属于乳杆菌属的干酪乳杆菌组群(Lactobacillus casei group),其最高生长温度为52℃.TY50发酵食物垃圾生产乳酸的最佳同液比为1:12,最适温度为45 ℃.在pH 5.5～6.0条件下,发酵食物垃圾产生36.29 g/L的乳酸,乳酸体积产牢和转化率(乳峻/垃圾干重)分别达到1.01 g/(L·h)和0.44.     

Cu~(2+)对有机废物联合发酵产乳酸的影响

利用剩余污泥和厨余垃圾2种有机废物联合发酵,研究了在pH 7.0,温度为35℃,Cu~(2+)投加量分别为0、20、40和100 mg·L~(-1)时,乳酸的含量及其手性的变化规律。同时,探讨联合发酵过程中多糖、蛋白质、氨氮、VFA和pH与乳酸的变化关系。结果表明Cu~(2+)在低浓度时可以促进乳酸的产生:当投加量为20 mg·L~(-1),发酵第3天总乳酸最高浓度为23.22 g·L~(-1),较空白提高了77.06%,其中L-及D-乳酸浓度分别达到6.95 g·L~(-1)和16.27 g·L~(-1)。随着Cu~(2+)含量继续提高,总乳酸产量随之下降:在Cu~(2+)100 mg·L~(-1)时,乳酸最高浓度下降至16.55 g·L~(-1),获得最高值的发酵时间滞后至第6天。响应面分析表明,发酵体系中D-乳酸的光学纯度随Cu~(2+)投加量整体呈上升趋势。深入研究发现,适量Cu~(2+)在厌氧发酵体系过程中促进了多糖和蛋白质的溶出水解速度,从而提高了酸化的发酵潜力。     

谷氨酸发酵废菌体的水解与替代酵母膏生产多聚谷氨酸

为研究谷氨酸发酵废菌体水解液用作培养基氮源的可行性,以蛋白质水解度和溶解度为衡量指标,采用化学、生物、物理以及这几种方法的联合处理,通过正交优化实验,得出了菌体蛋白水解的最佳工艺条件为化学-生物联合处理,在盐酸浓度3 mol·L~(-1)、温度110℃、料液比1:0.5、水解12 h后使用酸性蛋白酶酶解,调节料液pH为4、酶底比2.5%、温度55℃、酶解8 h,水解完成后蛋白质水解度达到47.18%,溶解度达到94.09%。在总氮相等的情况下,将水解液和酵母膏以不同的比例组合,替代正常发酵产γ-聚谷氨酸过程的氮源。结果表明谷氨酸发酵废菌体经过最佳工艺水解后,其水解液可以用作发酵产γ-聚谷氨酸的氮源。     

书虱伴生菌中纤维素酶产生菌的筛选、鉴定及最佳产酶发酵条件的优化

从以啃食树皮为生的书虱伴生菌中筛选得到5株产纤维素酶的菌株,编号分别为S2、S6、N10、N11和N12。结合菌株的形态学及16S r DNA序列分析等结果将这些菌株分别鉴定为Bacillus methylotrophicus,Streptomyces sp.,Pseudomans fluorescens,Bacillus sp.及Pseudomans sp.。分别使用单因素分析法和响应面分析法对纤维素酶活最高的S2菌株的产酶发酵条件进行了优化。单因素实验结果显示,B.methylotrophicus S2的最适产酶发酵条件为:0.01 g/m L的CMC碳源、10 g/L蛋白胨的氮源、48 h的发酵时间、28℃、初始pH为7.0,此时总纤维素酶活达到204.37 u/g。然后选取发酵时间、温度和初始pH作为3个因素,通过BBD实验,用响应面法对S2的发酵条件进行优化分析,最后得到一个拟合度良好的二次多项方程模型(R2=0.9948)。方差分析结果显示,发酵温度与培养基初始pH之间的交互作用极显著。响应面分析优化后的反应体系为:温度24℃、初始pH为7.7、发酵59 h,测得酶活力为303.18 u/g,比优化前单因素最佳纤维素酶活力提高45%。     

黑曲霉固态发酵三七渣产淀粉酶的研究

以三七渣为基质,采用黑曲霉固态发酵产淀粉酶,考察了硫酸铵(氮源)添加量、三七渣粒径、固体培养基含水率、发酵温度、发酵时间、菌悬液接种量等因素对产淀粉酶效果的影响,并采用正交实验对发酵条件进行了优化。单因子实验结果表明,黑曲霉固态发酵三七渣产淀粉酶适宜的硫酸铵添加量为40～60mg/g(以干药渣计),最佳三七渣粒径为100目,最适固体培养基含水率为55%,最佳发酵温度为34℃,最适发酵时间为7d,最佳菌悬液接种量为10%(质量分数)。正交实验多重比较的结果表明,优化的发酵条件为:硫酸铵添加量50mg/g,发酵温度34℃,发酵时间5d,在此发酵条件下,黑曲霉固态发酵三七渣产生的淀粉酶的酶活可达84.15U/g(以湿物料计)。     

一株PVA降解菌的筛选及其降解条件的优化

从被PVA直接污染的环境中筛选获得一株能高效降解聚乙烯醇的微生物菌株Z5。对其生长过程及PVA降解过程进行研究,发现该菌株在48 h内可降解79.24%的聚乙烯醇(PVA)。同时研究了Z5菌株的降解特性,结果表明,该菌株降解PVA最适条件为:温度30℃、pH6.2、装液量30 mL;牛肉膏、蛋白胨、NaCl、PVA浓度分别为:0.05 g/L、0.1 g/L、2 g/L和2 g/L。     

剩余污泥的乳酸化及减量化研究

近年来,污水处理产生的剩余污泥,导致的环境问题日趋突出.利用乳酸菌通过糖代谢可生成乳酸这一原理,探讨了污泥的减量化,并且使之一部分乳酸化实现全新的处理方法.对浓缩剩余污泥的稀释倍数、前处理温度等条件进行了分析,结果表明,在前处理120℃,污泥和水的混合比10.5,添加糖浓度50 mmol/L,发酵温度40℃,发酵时间5 d的条件下,达到SS减少35%,乳酸生成量17.5 g/L的效果.     

脂肽类生物表面活性剂液体发酵条件的响应面优化

通过Plackett-Burman和Box-Behnken实验对解淀粉芽孢杆菌XZ-173液体发酵生产表面活性素进行了响应面优化研究。首先使用Plackett-Burman实验对影响表面活性素产量的17个因素进行显著性筛选,结果表明,MnSO4、CuSO4、温度和转速为显著性因素。再运用Box-Behnken实验对这4个显著因素的取值进一步优化,得到各因素优化后的数值分别为4.4 mg/L(MnSO4)、0.18 mg/L(CuSO4)、29℃(温度)和163 r/min(转速)。响应面分析结果表明:该菌株产生表面活性素的最佳培养基为:葡萄糖15 g/L,蛋白胨5 g/L,L-谷氨酸钠6 g/L,KH2PO40.8 g/L,MgSO40.4 g/L,KCl 0.4 g/L,酵母提取物3 g/L,L-苯丙氨酸2.5 mg/L,MnSO44.4 mg/L,CuSO40.18 mg/L,FeSO40.12 mg/L;最适培养条件:pH 7.5,温度29℃,转速163 r/min,接种量5%,装液量50 mL/250 mL,摇床培养36 h。在优化后的条件下,表面活性素实际产量为336 mg/L,实际实验结果与模型预测结果相一致。表面活性素采用HPLC技术分离,发现其在浓度仅为50 mg/L时EI24就可达到70%以上,反映了表面活性素优异的乳化活性以及广阔的应用前景。     

漆酶对活性艳蓝染料废水脱色

用白腐真菌漆酶对活性艳蓝X-BR和活性艳蓝K-NR 2种活性染料进行脱色实验。研究了pH、温度、染料浓度和酶活力对脱色率的影响。结果表明,漆酶脱色的适宜条件为:反应温度45℃,pH 6～7,适宜染料浓度为50 mg/L,酶浓度5 U/mL,反应1 h两种染料脱色率可达到75%;通过正交实验确定2种染料的最佳脱色组合分别为:反应温度55℃、pH7、活性艳蓝X-BR浓度50 mg/L、酶浓度5 U/mL和反应温度55℃、pH 6、活性艳蓝K-NR浓度50 mg/L、酶浓度5 U/mL。在所得最优条件下反应1 h,活性艳蓝X-BR和活性艳蓝K-NR的脱色率分别为74.2%和78.6%;反应2 h,脱色率分别为78%和79.5%。     

黄姜纤维素渣固态发酵生产蛋白饲料

利用酵母菌和黑曲霉对黄姜纤维素渣进行固态发酵生产蛋白饲料。研究了接种量、温度、固液比、发酵时间和通风量对发酵的影响。同时在单菌种发酵的基础上,对酵母菌和黑曲霉的混合发酵进行了初步探索,研究结果表明,混菌发酵的实验效果比单菌发酵的效果好。当条件为:黄姜纤维素渣25 g,加入脲0.53 g,KH2PO40.05 g,K2HPO40.05 g,Mg-SO40.05 g,NaCl 0.05 g,CaCl20.01 g,接种量为14%,温度30℃,固液比2∶1,发酵产物的蛋白质量分数可达到13.98%。     

固态发酵法制备优势硝化菌固定化产品的工艺优化

为解决高效菌在工程应用中扩大培养、保存和接种等瓶颈,研究固态发酵法制备焦化废水优势硝化菌固定化产品.以TTC脱氢酶活性法作为固体发酵生物量测定指标,通过液态发酵单因素实验初步确定硝化菌发酵条件,再用响应面法对其固态发酵条件进行优化.结果表明,TTC脱氢酶活性法适合作为表征生物质载体固定化产品生物量的测定方法,不受载体和培养时间的影响,能较好地指示干燥前固态发酵生物量的变化.固态发酵主要影响参数依次为发酵时间、发酵温度、接种量和含水率.发酵时间的最佳值为47 h,发酵温度最佳为29.4℃,接种量的最佳值为9.9 mL/200 mL,最佳含水率为48.9％时,固态发酵固定化产品酶活达到17.091 μg TF/(g·h).与液态发酵参数相比其发酵温度、接种量最佳值接近,但发酵时间由1d延长至2d,产品酶活持平.     

二次纤维稀酸水解糖化的研究

研究了稀酸作用下二次纤维的水解糖化,探讨了水解各因素温度、H2SO4浓度、时间、液固比以及不同酸、催化剂对水解效果的影响。实验结果表明,在H2SO4作用下最佳工艺为:H2SO4质量分数4%,水解温度190℃,水解时间40min,液固比15(mL/g);还原糖得率为33.26%,水解率为56.83%。不同稀酸对OCC的水解,HCl比H2 SO4、H3 PO4、HNO3具有明显的优势;催化剂FeSO4与CuSO4对还原糖得率有显著的促进作用,还原糖得率分别提高了39.66%与22.03%,而Al2(SO4)3对OCC水解没有促进作用。最后,对不同水解时间后的OCC残渣的红外结晶指数以及基团结构变化进行了分析,分析结果与实验结果相一致。     

三七渣固态发酵生产绿色木霉的工艺条件研究

考察了发酵时间、孢子液接种量、固态发酵培养基装料量、培养温度、光照条件等对三七渣固态发酵生产绿色木霉的影响,并采用正交实验优化了发酵工艺条件。结果表明,发酵过程受工艺条件的影响较大,孢子液接种量、固态发酵培养基装料量、发酵时间3个因素的交互作用极显著(p0.01),这3个因素以及它们之间的交互作用对实验结果的影响程度排序为:交互作用固态发酵培养基装料量孢子液接种量发酵时间;在最佳的发酵工艺条件(即培养温度24℃、无光照、接种量20%(1g三七渣接种2mL绿色木霉孢子液)、固态发酵培养基装料量12.5g、发酵时间8d)下,平均产孢量可达10.10×109 cfu/g。     

硝酸改性稻秆处理含Pb~(2+)模拟废水

在150 m L溶液中,稻秆用量为5 g,硝酸浓度为10%,稻秆颗粒度为20目,改性温度为80℃,改性时间为3h,制备得到硝酸改性稻秆吸附剂。详细探讨了用该吸附剂处理含Pb~(2+)废水的影响因素:吸附剂用量、Pb~(2+)初始浓度、溶液pH值、吸附时间和吸附温度等对Pb~(2+)吸附率的影响,并进一步通过正交实验及对比实验得出处理200 m L,初始浓度为300mg·L-1的含Pb~(2+)废水的最佳吸附工艺为:吸附剂用量为4 g,pH值为6,吸附时间为3 h,吸附温度为20℃,在此工艺条件下,对Pb~(2+)的吸附率达到94.31%,吸附量为14.15 mg·g~(-1)。