玉米秸稈的酶水解與丁醇發(fā)酵研究的中期報告

玉米秸稈的酶水解與丁醇發(fā)酵研究的中期報告摘要：本研究以玉米秸稈為原料，利用酶水解和丁醇發(fā)酵生產(chǎn)生物柴油。本報告為中期報告，主要介紹了實驗的酶水解部分。通過單因素試驗研究了玉米秸稈的酶解條件，最優(yōu)條件為酶解時間為48小時，酶解溫度為50℃，酶解pH為4.5，酶用量為20mg/g玉米秸稈。在最優(yōu)條件下，玉米秸稈的還原糖產(chǎn)率為22.8%。關鍵詞：玉米秸稈、酶水解、生物柴油、還原糖產(chǎn)率Abstract：Inthisstudy,cornstoverwasusedasrawmaterialtoproducebiodieselthroughenzymatichydrolysisandbutanolfermentation.Thisreportisamid-termreport,mainlyintroducingtheenzymatichydrolysispartoftheexperiment.Theenzymatichydrolysisconditionsofcornstoverwerestudiedbysingle-factorexperiment,andtheoptimalconditionswereasfollows:enzymatichydrolysistimewas48hours,enzymatichydrolysistemperaturewas50℃,enzymatichydrolysispHwas4.5,andtheenzymedosagewas20mg/gcornstover.Undertheoptimalconditions,thereducingsugaryieldofcornstoverwas22.8%.Keywords:cornstover,enzymatichydrolysis,biodiesel,reducingsugaryield1.研究背景與意義隨著環(huán)保意識的日益提高，傳統(tǒng)化石能源的不可持續(xù)性和環(huán)境污染等問題越來越突出。因此，生物質(zhì)能作為一種綠色、可再生的能源，受到了越來越廣泛的關注。玉米秸稈是我國產(chǎn)量較大的農(nóng)作物廢棄物之一，其含有豐富的纖維素和半纖維素等多糖，可以通過酶解轉(zhuǎn)化為還原糖，并進一步通過微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化為生物柴油。本研究旨在通過酶水解和丁醇發(fā)酵生產(chǎn)生物柴油，實現(xiàn)玉米秸稈資源的高效利用。2.實驗設計與方法2.1實驗設備和試劑實驗設備有恒溫搖床、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、高壓滅菌釜、UV–vis分光光度計等；試劑有玉米秸稈、纖維素酶、葡萄糖標準品等。2.2酶水解實驗以玉米秸稈為原料，在一定條件下進行酶水解。玉米秸稈樣品在40℃下順時針攪拌，進行預處理。將60g預處理后的樣品和3g纖維素酶混合均勻，放入滴漏式酶解罐中，在酶解罐中加入100mL50mM酸性緩沖液，pH值調(diào)節(jié)為4.5，然后將酶解罐放入恒溫搖床中，在50℃的條件下酶解48小時。酶解結束后，用熱水浴將反應液滴至70mL，然后用去離子水稀釋至100mL，靜置30分鐘后自然過濾，濾液用1cm比色皿進行測定，根據(jù)葡萄糖標準品繪制標準曲線，計算出玉米秸稈的還原糖含量。3.實驗結果與分析通過單因素試驗研究了玉米秸稈的酶解條件，結果如表1所示。表1玉米秸稈的酶解條件及還原糖產(chǎn)率酶解條件還原糖產(chǎn)率/%酶解時間/h24364822.122.522.8酶解溫度/℃30405019.621.322.8酶解pH4.04.55.020.222.821.0酶用量/mg/g10203020.322.821.6從表1中可以看出，玉米秸稈的最佳酶解條件為酶解時間為48小時，酶解溫度為50℃，酶解pH為4.5，酶用量為20mg/g玉米秸稈，此時玉米秸稈的還原糖產(chǎn)率最高，達到22.8%。4.結論與展望本實驗研究了玉米秸稈的酶解條件，最優(yōu)條件為酶解時間為48小時，酶解溫