海帶纖維低溫酶解和制備生物乙醇的研究

農業(yè)基礎科學(xué)現代農業(yè)科技2010年第17期海帶纖維低溫酶解和制備生物乙醇的研究繆錦來(lái)鄭洲梁強牟善莉(國家海洋局第一海洋研究所,山東青島266061)摘要研究了海帶纖維經(jīng)低溫纖維素酶水解,并利用釀酒酵母制備生物乙醇的工藝條件。結果表明,在制備生物乙醇的過(guò)程中,當發(fā)酵溫度為30℃、釀酒酵母種量為I0%、低溫纖維素酶用量為35υg對底物和發(fā)酵時(shí)間為72h的豪件下,酒精產(chǎn)率最高。關(guān)鍵詞海帶纖維;低溫酶解;生物乙醇;制備中圖分類(lèi)號TQ517文獻標識碼A文章編號1007-5739(2010)17-0018-01當前世界面臨著(zhù)能源短缺和環(huán)境污染的巨大壓力,開(kāi)維進(jìn)行低溫水解,然后接入一定量的釀酒酵母發(fā)酵液根據發(fā)清潔的可再生能源已成為解決危機的重要手段。生物乙影響發(fā)酵的條件進(jìn)行發(fā)酵試驗,并選取乙醇產(chǎn)率(乙醇海帶醇作為一種清潔燃料及汽油添加劑而受到廣泛關(guān)注。目前,纖維,gg)作為測試指標。乙醇含量測定采用氣相色譜法。我國制備燃料乙醇主要側重于秸稈、甘蔗渣、木屑和木薯等141纖維素酶用量選擇。海帶纖維在不同纖維素酶用量陸源原料,但對海洋生物資源制備生物乙醇的研究較少,在下進(jìn)行發(fā)酵(發(fā)酵溫度為30℃,發(fā)酵周期為72h,轉速為海藻生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)方面的技術(shù)研究相對滯后,還未見(jiàn)利用120rmin,釀酒酵母菌接種量為10%),分別測定乙醇產(chǎn)率海藻加工廢棄物制備生物乙醇的研究報道確定發(fā)酵的最佳纖維素酶用量。海帶是是褐藻工業(yè)的主要原料之一。在海帶工業(yè)生產(chǎn)142釀酒酵母菌接種量選擇。海帶纖維在不同釀酒酵母過(guò)程中,產(chǎn)生大量的海帶工業(yè)廢棄物這些工業(yè)廢棄物的主菌接種量下進(jìn)行發(fā)酵(發(fā)酵溫度為30℃,發(fā)酵周期為72h要成分是纖維素。長(cháng)期以來(lái),海帶工業(yè)廢棄物未能充分利轉速為120mmin,纖維素酶用量為35U/g對底物),分別測用,不僅造成資源的浪費,同時(shí)也對環(huán)境造成污染利用寫(xiě)定乙醇產(chǎn)率確定發(fā)酵的最佳酵母菌接種量。含纖維素的海帶加工廢棄物制備燃料乙醇,不僅可使海帶14、3發(fā)酵溫度的選擇。海帶纖維在不同溫度下進(jìn)行發(fā)酵加工廢棄物變廢為寶,解決環(huán)境污染問(wèn)題;還可為制備生物(發(fā)酵周期為72h,轉速為120r/min,纖維素酶用量為35乙醇提供充足和廉價(jià)的原料供應,促進(jìn)海洋生物質(zhì)能的開(kāi)U/g對底物酸酒酵母菌接種量為10%),分別測定乙醇產(chǎn)發(fā)。為此,筆者利用低溫纖維素酶水解海帶纖維,并初步探率確定發(fā)酵的最佳溫度。討了利用海帶纖維制備生物乙醇的工藝144發(fā)酵時(shí)間的選擇。海帶纖維在不同時(shí)間下進(jìn)行發(fā)酵1材料與方法發(fā)酵溫度為30℃,轉速為120r/min,纖維素酶用量為3511材料和培養基U/g對底物釀酒酵母菌接種量為10%),分別測定乙醇產(chǎn)海藻纖維由山東潔晶集團股份有限公司提供;產(chǎn)胞外率確定發(fā)酵的最佳時(shí)間低溫纖維素酶的假交替單胞菌( Pseudoalteromonas)NJ62,2結果與分析由國家海洋局第一海洋研究所實(shí)驗室從南板海冰中分離而21纖維素酶用量對乙醇產(chǎn)率的影響來(lái),發(fā)酵培養基釆用2216E培養基;釀酒酵母( Saccharo海帶纖維經(jīng)低溫纖維素酶酶解成葡萄糖及纖維二糖,myces cerevIsiae),由中國科學(xué)院微生物研究所微生物資源纖維素酶的用量直接決定了海帶纖維的最終水解情況及酒中心提供,菌種編號為(1525),發(fā)酵培養基采用YEPD培精產(chǎn)率。從圖1可以看出,乙醇產(chǎn)率隨著(zhù)纖維素酶量的增加養基國。而增加,當纖維素酶酶量從20U/g增加到35U/g時(shí),乙醇的12低溫纖維素酶的制備產(chǎn)率迅速增加,當纖維素酶酶量從35U/g增加到45Ug時(shí),將產(chǎn)胞外低溫纖維素酶菌株NJ62接種到2216E培養乙醇產(chǎn)率增加甚微因此低溫纖維素酶的最優(yōu)量為35Ug基中,在低溫搖床120rmin,10℃培養%6h。將發(fā)酵液作為對底物。低溫纖維素酶的粗酶液纖維素酶活性的測定采用DNS法以每分鐘1mL纖維素酶粗制液水解 CMC-Na產(chǎn)生1g還原糖所需的酶量為1個(gè)酶活單位(U)習。13釀酒酵母的活化從試管斜面上取釀酒酵母,在YEPD液體培養基中活軋0.10化(160rmin,30℃,18h)血球計數板計數,并稀釋至108個(gè)細胞/mL00514利用海帶纖維制備生物乙醇的工藝中國煤化工將海帶纖維放入70℃烘箱中烘干12h,稱(chēng)重,然后于下殺菌30min;加入適量的低溫纖維素酶液,對海藻纖CNMHG目國家自然科學(xué)基金項目(40876107)。圖1纖維素酶用量對乙醇產(chǎn)率的影響收稿日期2010-07-06(下轉第20頁(yè))農業(yè)基礎科學(xué)現代農業(yè)科技2010年第17期割的整體,農機推廣脫離了培訓新機型、機具新技術(shù)就不人才、設施和社會(huì )知名度的優(yōu)勢,進(jìn)一步加大同職業(yè)學(xué)校和可能被人們了解和掌握,更不能得到充分的應用和推廣,農勞動(dòng)部門(mén)等聯(lián)合辦學(xué)的力度,拓寬農機科技培訓的專(zhuān)業(yè)范機安全管理脫離了培訓,農機的安全應用就得不到保證,更圍,將培訓延伸到農機維修、電工、電氣焊工等其他專(zhuān)業(yè)。充不可能把安全事故降到最低因此,農機科技培訓與監理、分發(fā)揮農機科技培訓在農村勞動(dòng)力轉移培訓和農電科技培推廣要密切配合、全方位發(fā)動(dòng)、宣傳農機科技培訓政策、規訓上的生力軍作用,不斷開(kāi)創(chuàng )農機科技培訓工作的新局面定、要求和好處,保障培訓生源在推廣新機具及辦理購機4參考文獻補貼手續時(shí),必須要求辦理的對象具有拖拉機駕駛證,同時(shí)凹朱麗萍農機培訓存在的問(wèn)題與發(fā)展對策當代農村,2008(9):78結合新機具新技術(shù)的推廣工作,對機手進(jìn)行張蹤培訓。要充分發(fā)揮農機監理的杠桿作用,加大田檢路查力度,使機手明2]馬龍武,陳海濤農機推廣培訓工作中存在的問(wèn)題及解決措施U農業(yè)科技與裝備,2009(5):85-86白要操作農業(yè)機械,就必須參加農機培訓辦理駕駛證。3]張志茹淺談提升我國農機培訓工作質(zhì)量的措施中國科技縱橫,3結語(yǔ)2010(6);1984曹雙樂(lè ),趙宇探究農機培訓面臨的新問(wèn)題及應對施農業(yè)開(kāi)發(fā)農機校要適應新時(shí)期農業(yè)機械化發(fā)展的需要,充分利用與裝備,2008(4):3十“““““““““““(上接第18頁(yè))24發(fā)酵時(shí)間對乙醇產(chǎn)率的影響22酵母接種量對乙醇產(chǎn)率的影響乙醇發(fā)酵需要一個(gè)合理的發(fā)酵周期,發(fā)酵時(shí)間的長(cháng)短酵母菌接種量對乙醇產(chǎn)率有一定的影響。從圖2可以直接影響著(zhù)乙醇產(chǎn)率的高低。從圖4可以看出,發(fā)酵時(shí)間在看出,當接種量從4%增加到10%時(shí),乙醇產(chǎn)率迅速增加,當24-72h,乙醇產(chǎn)率隨發(fā)酵時(shí)間的增加而增加;當達到72h接種量從10%增加到14%時(shí),乙醇的產(chǎn)率基本沒(méi)有變化;因左右時(shí),乙醇產(chǎn)率達到最大值;發(fā)酵72h以后,乙醇產(chǎn)率開(kāi)此釀酒酵母的的最佳接種量為10%。始降低。因此,在利用該菌株生產(chǎn)乙醇過(guò)程中,當發(fā)酵達到02072h時(shí)即可終止發(fā)酵。0.100.10耬種量∥%243648607284圖2釀酒酵母接種量對乙醇產(chǎn)率的影響發(fā)酵時(shí)間∥h23發(fā)酵溫度對乙醇產(chǎn)率的影響圖4發(fā)酵時(shí)間對乙醇產(chǎn)率的影響發(fā)酵溫度對乙醇的產(chǎn)率有一定的影響若發(fā)酵溫度較3結論與討論低,發(fā)酵過(guò)程中所需要的各種酶酶活較低,影響乙醇產(chǎn)率;利用海帶纖維制備燃料乙醇,可為生物乙醇開(kāi)發(fā)提供溫度過(guò)高,發(fā)酵過(guò)程中所需要的一些酶會(huì )因此失活,也影響充足和廉價(jià)的新型原料,促進(jìn)海洋生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)。此外,乙醇產(chǎn)率。從圖3可以看出,當溫度從26℃升高至30℃時(shí),低溫纖維素酶可以保證低溫條件下的海帶纖維的快速水乙醇的產(chǎn)率提高較快,溫度從30℃升髙至36℃時(shí),乙醇的解,其最適酶活與釀酒酵母的最適發(fā)酵溫度相近,在生產(chǎn)工產(chǎn)率緩慢下降。因此,該試驗中所采用的釀酒酵母最適發(fā)酵藝中節約能量與費用隊研究結果表明利用海帶纖維低溫溫度為30℃。酶解和制備生物乙醇是完全可行的;在制備生物乙醇的過(guò)020程中,當發(fā)酵溫度為30℃、釀酒酵母接種量為10%、低溫纖維素酶用量為35Ug對底物和發(fā)酵時(shí)間為72h的條件下0.15有較高的生物乙醇產(chǎn)量。4參考文獻0.10[甘純璣,彭時(shí)堯,施木田,等海帶工業(yè)廢棄物綜合利用現狀和展望門(mén)環(huán)境科學(xué)進(jìn)展,19,7(1):50-532]錢(qián)文佳,闞光鋒徐仲等產(chǎn)低溫纖維素酶南極細菌的篩選生長(cháng)特05性及酶學(xué)性質(zhì)的初步研究小食品科技,2010,35(1):15-183杜YH中國煤化工天津科學(xué)技術(shù)出版社262830323436CNMHG精分切釀酒科技,200溫度∥℃[5]樊文樂(lè )海帶的綜合利用研究D]天津:天津科技大學(xué),2006圖3發(fā)酵溫度對乙醇產(chǎn)率的的影響間6張志奇海帶提取生物乙醇及其環(huán)境意義D杭州:浙江大學(xué),2010