小麥秸稈降解發(fā)酵工藝的研究

【摘要】：我國(guó)小麥秸稈資源豐富。但與玉米秸稈和稻草相比，小麥秸稈粗纖維含量較高，粗蛋白含量低，尤其是木質(zhì)素的含量高，直接飼用時(shí)，適口性差，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值低，消化利用率低。本研究根據(jù)小麥秸稈的營(yíng)養(yǎng)特性，以降低木質(zhì)素含量、提高粗蛋白含量為切入點(diǎn)，對(duì)小麥秸稈的降解發(fā)酵工藝進(jìn)行研究，為小麥秸稈飼用奠定基礎(chǔ)。試驗(yàn)主要通過比較降解方法和發(fā)酵菌種對(duì)小麥秸稈降解發(fā)酵的效果，篩選出適宜小麥秸稈降解發(fā)酵的方法及工藝條件。結(jié)論如下： 1．通過化學(xué)試劑糖化和酶解糖化試驗(yàn)對(duì)小麥秸稈進(jìn)行降解，結(jié)果表明：在小麥秸稈化學(xué)試劑糖化中，酸解糖化優(yōu)于堿解糖化，以鹽酸糖化的效果最好；通過回歸試驗(yàn)優(yōu)化，獲取了鹽酸糖化小麥秸稈的最佳工藝條件，即鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.66%，液固比28:1(mL/g)，糖化時(shí)間5d，還原糖量為25.22%。酶解糖化中，單酶以木聚糖酶糖化小麥秸稈的效果最好；通過正交試驗(yàn)得出木聚糖酶糖化的較優(yōu)條件，即初始pH4.5，酶解溫度40℃，w(酶)：w(秸稈)=0.06，小麥秸稈量0.02g/mL，酶解時(shí)間24h，還原糖量為33.55%。復(fù)酶糖化以纖維素酶、木聚糖酶和果膠酶組成的復(fù)合酶協(xié)同效果最好，復(fù)酶比例設(shè)定為1:1:1，在pH4.0，溫度40℃，酶解時(shí)間16h條件下，還原糖量達(dá)35.19%。由此可以得出，酶解糖化效果優(yōu)于化學(xué)糖化，復(fù)酶糖化要比單酶糖化效果好。 2．小麥秸稈發(fā)酵試驗(yàn)中，4種菌種發(fā)酵小麥秸稈的效果依次為：黑曲霉＞EM菌＞綠色木霉＞酵母菌，以黑曲霉發(fā)酵小麥秸稈的效果最好。通過回歸試驗(yàn)優(yōu)化黑曲霉發(fā)酵小麥秸稈的工藝參數(shù)，獲取了使還原糖含量和蛋白質(zhì)含量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)都較好的最佳參數(shù)組合，即發(fā)酵溫度為29℃，接種量為2.55mL，發(fā)酵時(shí)間為3.5d。在此條件下，小麥秸稈中還原糖含量為2.13g/100g，蛋白質(zhì)含量為3.48g/100g。 3．小麥秸稈通過纖維素酶、木聚糖酶和果膠酶組成的復(fù)酶降解后，再由黑曲霉進(jìn)行發(fā)酵，降解發(fā)酵后的小麥秸稈中蛋白質(zhì)含量為5.35g/100g，粗纖維含量為38.15g/100g。與空白對(duì)照相比，其蛋白質(zhì)含量提高了2.41%，粗纖維含量降低了5.73%。 綜上所述，小麥秸稈的酶解糖化與化學(xué)糖化相比，具有酶用量少，糖化時(shí)間短，環(huán)境污染小，節(jié)約資源等優(yōu)點(diǎn)，因此建議采用酶解糖化法。復(fù)酶糖化效果優(yōu)于單酶，多種酶的協(xié)同作用可進(jìn)一步提高酶解效率，降低生產(chǎn)成本。小麥秸稈的微生物發(fā)酵以黑曲霉發(fā)酵效果最好。小麥秸稈經(jīng)酶解糖化后，再利用黑曲霉發(fā)酵，經(jīng)降解發(fā)酵后的秸稈，可進(jìn)一步提高蛋白質(zhì)含量，降低粗纖維含量，改善風(fēng)味，提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等。 【關(guān)鍵詞】：小麥秸稈 降解 發(fā)酵 工藝優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TQ920.6
【目錄】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 文獻(xiàn)綜述9-27
• 1.1 秸稈資源及利用現(xiàn)狀9-13
• 1.1.1 秸稈資源及其分布狀況9-10
• 1.1.2 秸稈粗纖維的結(jié)構(gòu)10-11
• 1.1.3 秸稈利用現(xiàn)狀及存在的問題11-13
• 1.2 小麥秸稈的營(yíng)養(yǎng)特性與飼用價(jià)值13-16
• 1.2.1 小麥秸稈的營(yíng)養(yǎng)特性13
• 1.2.2 小麥秸稈的飼用價(jià)值13-16
• 1.3 秸稈降解發(fā)酵技術(shù)16-23
• 1.3.1 秸稈降解技術(shù)16-20
• 1.3.2 秸稈發(fā)酵技術(shù)20-23
• 1.4 選題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容23-27
• 1.4.1 選題依據(jù)及意義23-25
• 1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容25-27
• 第2章 小麥秸稈化學(xué)糖化研究27-38
• 2.1 試驗(yàn)材料27-28
• 2.1.1 原料27
• 2.1.2 主要試劑27
• 2.1.3 儀器及設(shè)備27-28
• 2.1.4 試劑配制28
• 2.2 試驗(yàn)方法28-31
• 2.2.1 小麥秸稈主要組分的測(cè)定28-29
• 2.2.2 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制29-30
• 2.2.3 樣品測(cè)定方法30
• 2.2.4 糖化液中還原糖含量的測(cè)定30
• 2.2.5 糖化試劑的選擇30-31
• 2.2.6 糖化試劑工藝參數(shù)的確定31
• 2.2.7 糖化工藝參數(shù)優(yōu)化31
• 2.3 結(jié)果與分析31-37
• 2.3.1 小麥秸稈主要組分的測(cè)定31
• 2.3.2 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制結(jié)果31-32
• 2.3.3 糖化試劑的選擇32-33
• 2.3.4 糖化試劑工藝參數(shù)的確定33-35
• 2.3.5 糖化工藝參數(shù)優(yōu)化35-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第3章 小麥秸稈酶解糖化研究38-47
• 3.1 試驗(yàn)材料38-39
• 3.1.1 原料38
• 3.1.2 試劑藥品38
• 3.1.3 儀器及設(shè)備38-39
• 3.2 試驗(yàn)方法39-40
• 3.2.1 酶解液中還原糖含量的測(cè)定39
• 3.2.2 單酶種類的選擇39
• 3.2.3 酶解糖化工藝優(yōu)化39-40
• 3.2.4 復(fù)酶種類的選擇40
• 3.3 結(jié)果與分析40-46
• 3.3.1 單酶種類的選擇40-42
• 3.3.2 酶解糖化工藝優(yōu)化42-44
• 3.3.3 復(fù)酶種類的選擇44-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 小麥秸稈降解發(fā)酵研究47-59
• 4.1 試驗(yàn)材料47-48
• 4.1.1 原料47
• 4.1.2 主要試劑與培養(yǎng)基47-48
• 4.1.3 試驗(yàn)儀器48
• 4.2 試驗(yàn)方法48-50
• 4.2.1 菌種活化48
• 4.2.2 霉菌孢子菌懸液制備48
• 4.2.3 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制48-49
• 4.2.4 牛血清蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制49
• 4.2.5 發(fā)酵菌種的選擇49
• 4.2.6 發(fā)酵工藝參數(shù)優(yōu)化49
• 4.2.7 降解發(fā)酵試驗(yàn)49
• 4.2.8 試驗(yàn)指標(biāo)49-50
• 4.3 結(jié)果與分析50-58
• 4.3.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線50
• 4.3.2 牛血清蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線50-51
• 4.3.3 發(fā)酵菌種的選擇51-54
• 4.3.4 發(fā)酵工藝參數(shù)優(yōu)化54-58
• 4.3.5 降解發(fā)酵試驗(yàn)58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第5章 結(jié)論與建議59-61
• 5.1 結(jié)論59-60
• 5.2 建議60-61
• 參考文獻(xiàn)61-68
• 致謝68-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果69

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小麥秸稈還田量數(shù)學(xué)模型的研究    陳衛(wèi)明;肖澤海;施蘭芳;徐同云;

基于汽爆小麥秸稈的可降解高分子材料的研究    王麾;陳洪聿;

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不同調(diào)理料好氧堆肥效果的綜合評(píng)價(jià)    田純焱;袁巧霞;程長(zhǎng)菊;

雙孢菇栽培氣象條件與調(diào)控技術(shù)    扈成省;尹敬榮;常桂榮;徐建芬;

不同碳氮比植物殘?bào)w施用對(duì)三峽庫(kù)區(qū)土壤N_2O排放的影響    胡榮桂;林杉;高璟赟;聶文婷;

化學(xué)肥料-有機(jī)物-微生物肥料菌劑相互作用的研究    江麗華;劉兆輝;張玉蘭;張文君;黃春燕;鄭東峰;

故城農(nóng)民把小麥秸稈當(dāng)成“寶”    許士鎖 崔鋒

小麥秸稈巧利用    高科

小麥秸稈勿焚燒直接切碎還田好    

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小麥秸稈切碎直接還田和玉米免耕搶茬播種技術(shù)    

下崗工人研制出小麥秸稈撿拾機(jī)    通訊員 白云峰 陳生

小麥秸稈快速堆肥    樂亭縣劉硌莊村 劉小松 宋桂蘭

我市多措并舉推廣小麥秸稈切碎還田技術(shù)    記者 彭娟

小麥秸稈勿焚燒綜合利用效益高    劉長(zhǎng)銀

小麥秸稈基新型緩控釋肥料的制備及其性能研究    謝麗華

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培養(yǎng)條件下小麥及玉米秸稈在土壤中的腐解特性研究    Shaukat Ali Abro

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東北地區(qū)秸稈降解工程菌的選育及速腐菌劑的研制    張建峰

水稻轉(zhuǎn)Bt基因?qū)Φ咎锿寥拦夂咸脊潭ê臀⑸锒鄻有缘挠绊懷芯?nbsp;   劉微

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氮素施用技術(shù)和不同保墑耕作施肥對(duì)土壤水肥因子及小麥產(chǎn)量的影響    徐福利

轉(zhuǎn)Bt基因?qū)λ靖H及殘茬降解土壤微生物生態(tài)的影響研究    呂豪豪

小麥秸稈降解發(fā)酵工藝的研究    王雪雅

小麥秸稈高效降解菌的篩選及應(yīng)用效果研究    劉海靜

小麥秸稈中蛋白質(zhì)的生物學(xué)特性及其對(duì)纖維素酶活力影響的研究    張濤

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不同溫濕度條件下土壤有機(jī)質(zhì)和秸稈分解規(guī)律與模擬    孫承運(yùn)

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