国际科技合作与交流专项项目(2009DFA60890) 作品数:12 被引量:39 H指数:4 相关作者: 张文学 吴正云 刘跃红 杨健 张健 更多>> 相关机构: 四川大学 熊本大学 农业部沼气科学研究所 更多>> 发文基金: 国际科技合作与交流专项项目 农业部能源微生物重点开放实验室开放基金 四川省科技基础条件平台项目 更多>> 相关领域: 轻工技术与工程 化学工程 农业科学 更多>>
嗜热厌氧纤维素分解菌的分离、鉴定及其酶学特性 被引量:5 2012年 【目的】分离高效降解纤维素的嗜热厌氧菌,通过与嗜热产乙醇菌株联合培养的方式,为生产纤维素乙醇提供微生物资源。【方法】利用厌氧分离技术从降解纤维素的马粪富集物中分离到一株嗜热厌氧细菌HCp。采用形态学观察、生理生化鉴定、结合16S rDNA序列的系统发育学分析确定该菌株的分类地位,利用DNS酶活分析方法测定此分离菌株的酶学性质。【结果】分离菌株HCp革兰氏染色阴性,直杆,细胞单个或成对出现,菌体大小为(0.35-0.50)μm×(2.42-6.40)μm,严格厌氧,形成芽胞,能运动,对新霉素有一定的抗性。此菌能利用滤纸纤维素、纤维素粉、微晶纤维素、脱脂棉和水稻秸秆、明胶等,还可以利用葡萄糖、纤维二糖、木糖、木聚糖、果糖、蔗糖、核糖、半乳糖、麦芽糖、山梨糖、海藻糖、蜜二糖、甘露糖等。该菌株在pH6.5-8.5、温度35-70℃、盐浓度0%-1.0%范围内利用纤维素生长,最适pH为6.85,最适温度为60℃,最适NaCl浓度为0.2%,最佳生长条件下,在10 d内滤纸纤维素降解率可达90.40%。在HCp的纤维小体中,滤纸酶、羧甲基纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、木聚糖酶的最适作用温度分别为70℃、70℃、70℃、60℃,并且羧甲基纤维素酶具有较高的热稳定性。部分长度的16S rDNA序列分析表明,分离菌株HCp与Acetivibrio cellulolyticus、A.cellulosolvens相似性为97.5%。【结论】分离菌株HCp是从马粪富集物中分离到的一株嗜热厌氧细菌,该菌具有较强的降解纤维素能力,生长温度范围广,酶的热稳定性好,纤维素底物利用广泛等特性,为纤维素降解产乙醇提供了良好的材料。 赵银瓶 马诗淳 孙颖杰 黄艳 邓宇关键词:纤维素降解 系统发育分析 纤维小体 酶学性质 NaOH-过氧乙酸预处理白酒丢糟多酶复配糖化研究 被引量:4 2012年 探讨了白酒厂发酵丢糟原料NaOH-过氧乙酸预处理后,多酶复配糖化制备糖液的工艺。研究发现,白酒丢糟经预处理(2%NaOH,固液比1:10(w:v),85℃,90min;6%过氧乙酸,固液比1:5(w:v),75℃,90min),固体中96.20%纤维素被保留,71.90%木质素被去除;预处理后固体部分利用多酶复配糖化,在主要添加纤维素酶NS22086的基础上,补充β-葡萄糖苷酶NS22118、木聚糖酶NS22083、复合酶NS22119、复合酶NS22002及葡萄糖淀粉酶NS22035,经48h糖化水解,酶解液中总糖(以还原糖计)、葡萄糖和木糖浓度分别为107.30g/L、57.44g/L和16.53g/L。该条件最终得到酶解液中总糖、葡萄糖和木糖产率分别为659.13mg/g、317.22mg/g和96.01mg/g(预处理后干丢糟)的较高水平,为进一步利用生物质材料降解糖制备燃料酒精、食用酒精、食用冰乙酸以及焦糖色的工艺提供了重要参考。 陈喆 杨健 钟霞 张健 吴正云 张文学 伍学明 徐义 杨莉关键词:白酒丢糟 纤维素酶 几种预处理方法转化木质纤维原料制乙醇的对比 被引量:4 2013年 为提供木质纤维原料转化乙醇的预处理方法的参考,以水稻秸秆、白酒丢糟分别为原料,对丁酮稀溶液、液氨、蒸汽爆破和浓硫酸水解的预处理工艺制乙醇效果进行了对比,并对水洗与烘干脱毒方式进行了探讨。当分别用丁酮稀溶液、液氨、蒸汽爆破和浓硫酸水解处理原料时,分别采用烘干、不脱毒、水洗并回收洗水与中和等方法,可得到相应预处理方法的最高乙醇产率。其中,丁酮稀溶液爆破法的丢糟与秸秆的酶解总糖收得率分别为86%与88%,乙醇产率为25.2 g/(100 g绝干丢糟)与26.3 g/(100 g绝干秸秆)。其乙醇产率较液氨、蒸汽爆破法高,但比实验室水平的浓硫酸水解工艺低。 张健 张文学 杨健 游玲 木田建次 张超关键词:秸秆 丢糟 生物乙醇 白酒丢糟的多酶复配降解制备可发酵性糖 被引量:4 2014年 为有效利用纤维质原料制备可发酵性糖生产燃料酒精,通过NaOH 过氧乙酸预处理白酒丢糟,经质量分数2%NaOH 和体积分数6%过氧乙酸处理后,白酒丢糟中木质素去除率达66. 13% ~ 77. 02%,总纤维素回收率78. 04%~90. 73%.对处理后的白酒丢糟进行多酶复配糖化降解,通过均匀设计实验确定白酒丢糟酶降解的数学模型,得出总糖降解率与各酶添加量之间的回归关系,在最优条件下白酒丢糟降解率为(0. 432 8±0. 013 5) g/ g. 刘跃红 吴正云 杨健 吴艳萍 袁玉菊 张文学关键词:白酒丢糟 均匀设计 浓硫酸降解白酒丢糟制备降解糖液的条件研究 被引量:18 2011年 以降解白酒丢糟中的可降解多糖转化为燃料酒精为目的,通过初步研究浓硫酸对白酒丢糟中的粗纤维及粗淀粉的二次降解发现,得出干丢糟转化为还原糖的降解条件为:70%(m/m)的H2SO4与干丢糟按7∶5的体积质量比混合,糊化30min,然后加水使硫酸的浓度稀释成22%(m/m)左右,在85℃的水浴条件下处理混合物1h,干丢糟的降解率可达到0.35g/g。在白酒鲜丢糟的浓硫酸降解放大试验中,用80%H2SO4与鲜丢糟干物质的体积质量比为1∶1比例混合,鲜丢糟还原糖降解率亦达到0.33g/g(鲜丢糟干物质计)较高水平。 刘跃红 张文学 谭力 本田建次关键词:白酒丢糟 粗纤维 浓硫酸 一株产纤维素酶曲霉菌白酒丟糟发酵培养基的优化 被引量:2 2012年 为充分利用白酒厂丟糟营养成分,以白酒厂大曲中分离筛选到的一株具有较高纤维素酶活性曲霉菌为菌种,用白酒丟糟为主要原料,对该曲霉菌固态发酵产纤维素酶的培养基进行了优化。结果表明,以白酒丟糟为主要碳源、麸皮为诱导氮源、(NH4)2SO4为速效氮源时,培养基组成以速效氮源(硫酸铵)与诱导氮源(麸皮)比例约为2∶3,碳源(丢糟)与诱导氮源(麸皮)比例约为2∶1,固液比为1∶5时,其纤维素酶活力最高,可达4.07U/mL。 钟霞 赵盈盈 张健 吴正云 张文学关键词:曲霉 纤维素酶 固态发酵 固定化酵母用于白酒丢糟降解液乙醇发酵的研究 被引量:2 2011年 为了提高白酒生产中废弃物的资源化利用效率,探讨了利用固定化酵母实现丢糟降解液连续发酵生产乙醇的工艺。采用固定化的LR3.1300酵母菌株(Saccharomyces sp)进行丢糟降解液的批次和连续乙醇发酵试验。批次发酵试验结果显示,固定化酵母在白酒糟降解液与葡萄糖混合液中发酵的底物利用和产酒效率都较高。在固定化酵母连续发酵中,当固定化酵母液为60 mL,降解糖液进料速度为15 mL/h时,还原糖利用率为83.7%,流出液酒精度达到了3.97%vol,乙醇发酵的效率与前期的游离酵母发酵相比提高了43%。 吴正云 杨耀宗 邓宇 张文学关键词:白酒丢糟 固定化酵母 酒精发酵 连续发酵 蒸汽与液氨爆破对白酒丢糟稀硫酸降解工艺的影响研究 被引量:5 2012年 以白酒厂丟糟为原料,自制爆破装置,采用化学分析与扫描电镜、X射线衍射相结合的方法,分别研究了蒸汽爆破在温度200℃~220℃,维压时间5min~20min,压力1.0MPa~4.0MPa;液氨爆破在温度60℃~80℃,维压时间10min~30min,压力1.0MPa~4.0MPa的条件下,蒸汽与液氨爆破预处理对丢糟的主要成分与稀硫酸水解还原糖得率的影响。结果表明,当蒸汽爆破条件为温度210℃,时间10min,压力2.5MPa时,处理后物料纤维素含量33.42%,半纤维素19.03%,稀硫酸水解还原糖得率最高51.92%;当液氨爆破条件为温度70℃,时间30min,压力2.5MPa时,处理后物料纤维素含量19.01%,半纤维素32.45%,稀硫酸水解还原糖得率最高48.09%。SEM与XRD显示,蒸汽与液氨爆破后白酒丢糟纤维形态结构受到不同程度的破坏,表面断裂、空隙增加,纤维素的结晶度降低,有利于稀酸水解作用的进行。 杨健 张健 钟霞 刘跃红 吴正云 张文学 邓宇 本田建次关键词:白酒丢糟 蒸汽爆破 稀酸水解 不同抑菌剂对丢糟降解液无蒸煮乙醇发酵的影响研究 被引量:1 2014年 通过添加漂白粉、多菌灵、青霉素、氨水等不同抑菌剂以及其添加量来研究其对丢糟降解液无蒸煮乙醇发酵的影响。不同抑菌剂发酵实验结果表明,漂白粉、多菌灵以及青霉素均较空白组有较好的发酵效果,还原糖的利用率和乙醇产率均增大,产酒率也增高。影响效果依次排序为:漂白粉>多菌灵>青霉素,而氨水不适合用于丢糟降解液的乙醇发酵;由最佳浓度实验结果表明,当漂白粉添加量为0.015 g/50 m L时,其产气量和最终的酒精度均高于其他组,其酒精产量达到了1.77 m L/100 m L,较空白组增加了近24.6%。 王印召 吴正云 周宇婷 刘跃红 张文学关键词:乙醇发酵 抑菌剂 添加量 秸秆制乙醇的休哈塔假丝酵母与酿酒酵母共混SSCF工艺优化 被引量:1 2013年 提出一种3阶段同步糖化共发酵(SSCF)工艺。采用0.9 mol/L丁酮溶液爆破法处理稻米秸秆,对休哈塔假丝酵母与酿酒酵母共混制乙醇工艺进行了优化与放大探讨。结果表明,用30 L通风发酵罐采用摇瓶发酵优化后的工艺条件,当爆破秸秆浓度8%(w/w);用15 U/g(绝干秸秆)纤维素酶、3.5 U/g(绝干秸秆)β-葡萄糖苷酶与12 U/g(绝干秸秆)木聚糖酶为混合酶酶解体系,在50℃搅拌下酶解25.1 h;接入8%酿酒酵母在37℃发酵34.1 h;再接入7.8%休哈塔假丝酵母在35℃、通风量0.3 L/(min·L)下混合发酵6 d时,乙醇收得率可达26.9 g/100 g(绝干秸秆),秸秆原料中葡萄糖、木糖能被分别利用91.4%与84.7%。该研究结果为无添加营养物发酵方法的应用以及木质纤维原料高效发酵转化为乙醇提供了参考。 张健 张文学 吴正云 游玲 杨健 魏琴 朱文优关键词:秸秆 休哈塔假丝酵母 酿酒酵母 生物乙醇