低壓蒸汽爆破玉米秸稈成份分析及其發(fā)酵特性研究

【摘要】：蒸汽爆破技術(shù)預(yù)處理使玉米秸稈的成分發(fā)生變化,這些變化可使得玉米秸稈資源獲得更廣泛的應(yīng)用。本文對低壓蒸汽爆破的玉米秸稈成分進(jìn)行了分析,并且分別以汽爆玉米秸稈、水洗汽爆玉米秸稈、未處理玉米秸稈為底物進(jìn)行木聚糖酶固體發(fā)酵研究,并以汽爆秸稈為底物進(jìn)行了黑曲霉固體發(fā)酵產(chǎn)木聚糖酶的條件優(yōu)化。研究結(jié)果如下： 1.進(jìn)行了低壓蒸汽爆破處理的玉米秸稈成分分析。采用1MPa10min對玉米秸稈進(jìn)行了低壓蒸汽爆破,并對汽爆破秸稈進(jìn)行了40℃恒溫水提。水提取物分析結(jié)果顯示：水提取物中含有較多的水溶性糖,占秸稈總重量的11.27%；而未處理的玉米秸稈溫水提取物中的水溶性糖僅占秸稈總重量的0.9%。汽爆處理玉米秸稈后產(chǎn)生的水溶性糖的含量增加大約12倍。采用高效液相色譜法對產(chǎn)生的水溶性糖的分子量及單糖組成成分進(jìn)行了分析和測定。分子量分析結(jié)果顯示：汽爆后的玉米秸稈中水溶性糖分子的分子量集中在1000-200,000之間,分子量超過1萬的多糖占水溶性糖總量的68%以上。與玉米秸稈中的水溶性糖對比顯示,汽爆后秸稈中水溶性糖的分子量分布范圍更廣。對這些水溶性糖的單糖組成成分的分析和測定結(jié)果顯示：汽爆處理后產(chǎn)生的水溶性多糖及低聚糖由葡萄糖、木糖、甘露糖、鼠李糖及阿拉伯糖組成,其中葡萄糖與木糖比例分別為40.17%及34.12%,顯示水溶性糖中纖維素及木聚糖的分解產(chǎn)物占較高比例。 2.對汽爆玉米秸稈的黑曲霉固體發(fā)酵產(chǎn)木聚糖酶的特性進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示,以汽爆玉米秸稈為底物時產(chǎn)酶量與玉米秸稈為底物相比提高了28.28%,而水洗后的汽爆秸稈為底物時酶活僅為未水洗的43.3%。單因素及正交實(shí)驗(yàn)對其發(fā)酵產(chǎn)木聚糖酶的條件的優(yōu)化結(jié)果為：最佳氮源硫酸銨,最適汽爆秸稈的顆粒大小0.5cm,最佳培養(yǎng)時間96h,最適固液比1：4(W/V),培養(yǎng)溫度25℃,初始pH5.5,最適接種量1mL(106個/mL),麩皮秸稈比1：4。以優(yōu)化后的最佳發(fā)酵條件進(jìn)行木聚糖酶固體發(fā)酵,酶活可達(dá)到3526.772IU/g,為未優(yōu)化前的3.28倍。 【關(guān)鍵詞】：蒸汽爆破 玉米秸稈 水溶性糖 木聚糖酶 固體發(fā)酵
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TQ353.42;TQ920.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目錄6-8
• 第一節(jié) 引言8-18
• 1.1 蒸汽爆破技術(shù)8-13
• 1.1.1 蒸汽爆破技術(shù)的發(fā)展歷史8-9
• 1.1.2 蒸汽爆破技術(shù)的機(jī)理9-12
• 1.1.3 蒸汽爆破技術(shù)的應(yīng)用12-13
• 1.2 寡糖的分布、種類、功效及應(yīng)用13-14
• 1.2.1 寡糖的種類及分布13
• 1.2.2 寡糖對人類健康的影響13-14
• 1.2.3 寡糖對動物健康的影響14
• 1.3 木聚糖酶的性質(zhì)及應(yīng)用14-16
• 1.3.1 木聚糖酶的性質(zhì)14-15
• 1.3.2 木聚糖酶的應(yīng)用15-16
• 1.4 本實(shí)驗(yàn)的研究目的及意義16-18
• 第二節(jié) 汽爆玉米秸稈水溶性糖組分的成份分析18-25
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料18
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品18
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器18
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法18-19
• 2.2.1 汽爆玉米秸稈制備方法18
• 2.2.2 汽爆玉米秸稈水溶性糖的提取18
• 2.2.3 汽爆玉米秸稈水溶性糖含量測定18-19
• 2.3 水溶性糖分子量分布19
• 2.4 水溶性糖的單糖組成分析19-20
• 2.4.1 完全酸水解19
• 2.4.2 1-苯基3-甲基-5-呲唑啉酮(PMP)衍生化19-20
• 2.4.3 HPLC分析方法20
• 2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論20-24
• 2.5.1 糖含量測定20-21
• 2.5.2 水溶性糖分子量分布21-22
• 2.5.3 水溶性粗糖的單糖組分分析22-24
• 2.6 實(shí)驗(yàn)小結(jié)24-25
• 第三節(jié) 汽爆玉米秸稈為底物的木聚糖酶固體發(fā)酵研究25-44
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器25-26
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料25
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑25
• 3.1.3 培養(yǎng)基25
• 3.1.4 實(shí)驗(yàn)儀器25-26
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方法26-29
• 3.2.1 黑曲霉SD-03菌株的活化與保存26
• 3.2.2 固體發(fā)酵26
• 3.2.3 粗酶液的制備26
• 3.2.4 木糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制26-27
• 3.2.5 木聚糖酶的酶活力測定27
• 3.2.6 汽爆玉米秸稈與玉米秸稈固體發(fā)酵產(chǎn)酶對比27
• 3.2.7 固體發(fā)酵產(chǎn)酶條件的優(yōu)化27-28
• 3.2.8 正交實(shí)驗(yàn)28-29
• 3.2.9 采用優(yōu)化培養(yǎng)基的發(fā)酵產(chǎn)酶結(jié)果29
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論29-42
• 3.3.1 木聚糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制29
• 3.3.2 汽爆玉米秸稈與玉米秸稈固體發(fā)酵對比研究29-30
• 3.3.3 發(fā)酵產(chǎn)酶條件的優(yōu)化30-37
• 3.3.4 正交實(shí)驗(yàn)37-42
• 3.4 采用優(yōu)化后發(fā)酵條件的產(chǎn)酶結(jié)果42-43
• 3.5 實(shí)驗(yàn)小結(jié)43-44
• 結(jié)語44-45
• 參考文獻(xiàn)45-48
• 致謝48

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