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纤维素酶、酯酶和木聚糖酶对玉米秸秆协同作用的研究

作　者: 宋金利
导　师: 李华；石庆华
学　校: 新疆农业大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 玉米秸秆预处理纤维素酶解率
分类号: TQ353.421
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

秸秆是一类可再生的纤维类资源,要使其高质化利用必须将其分解。目前,分解纤维类物质的主要方法有纤维素酶解和酸解等,人们研究较多是如何提高纤维素酶的活性,这是世界性的难题。因此,技术路线的优化组合问题、生产过程中成本降低的问题显得至关重要。本文比较使用了不同前处理方法对酶解纤维素水解率的影响。首先用稀酸法、稀碱法、亚钠法对玉米秸秆进行前处理,再用纤维素酶对玉米秸秆中纤维素进行水解。结果表明：在50℃、pH为4.8,固液比为1∶30、酶浓度为4g/1、反应时间为24h的条件下,可获得较理想的酶解率。经亚钠预处理后的玉米秸秆,纤维素含量上升较多,酶解率较高,亚钠预处理后的酶解率达到39.07%,是未经处理的秸秆酶解率(9.8%)的4倍。预处理破坏了玉米秸秆的纤维素结构。在对酶协同分解秸秆的研究中发现,两种酶协同作用分解秸秆的效果要高于单酶的效果,三种酶协同作用的效果高于两种酶的效果。三酶协同作用分解秸秆时,酶的添加顺序不同,酶分解率也不同。同时添加入纤维素酶、木聚糖酶和阿魏酸酯酶粗酶的酶分解率为79%,效果最好,高于只加纤维素酶的酶分解率65.63%。由此表明,阿魏酸酯酶、木聚糖酶和纤维素酶之间存在较大的协同作用,添加阿魏酸酯酶、木聚糖酶能够提高纤维素酶对天然木质纤维素的酶解效率。通过研究八种金属离子对酶协同作用降解秸秆的影响发现,金属离子对酶的影响较为复杂,不同的金属离子对不同的酶影响不一样,而且同种离子在不同浓度下可表现出不同的作用。当离子浓度为1×10-3mol/L时，Cu2-、Mn2+、Ca2+、Na+、Mg2+、和Fe2+对纤维素酶起激活作用；Cu2+、K+、Ca2+、Na+、Fe2+对木聚糖酶起激活作用：Cu2+、Ca2+、Zn2+对阿魏酸酯酶粗酶起激活作用。对三酶协同作用的激活作用最强的是Cu2+、Ca2+和Na+。加Cu2+、Ca2+和Na+的三酶协同作用的酶解率为82.61%,高于不加金属离子的79%。

纤维素酶、酯酶和木聚糖酶对玉米秸秆协同作用的研究

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