海带纤维低温酶解和制备生物乙醇的研究

农业基础科学现代农业科技2010年第17期海带纤维低温酶解和制备生物乙醇的研究缪锦来郑洲梁强牟善莉(国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛266061)摘要研究了海带纤维经低温纤维煮酶水解,并利用酿酒酵母制备生物乙醇的工艺条件。结果表明,在制备生物乙醇的过程中,当发罅温度为30℃、酿酒酵母搂种量为10%、低温纤維素酶用量为35Ug对底物和发酵时间为72h的条件下,酒精产率最高关键词海带纤维;低温酶解;生物乙醇;制备中图分类号TQ517文献标识码A文章编号1007-5739(2010)17-0018-01当前世界面临着能源短缺和环境污染的巨大压力,开维进行低温水解,然后接人一定量的酿酒酵母发酵液根据发清洁的可再生能源已成为解决危机的重要手段。生物乙影响发酵的条件进行发酵试验,并选取乙醇产率(乙醇海带醇作为一种清洁燃料及汽油添加剂而受到广泛关注。目前,纤维gg)作为测试指标。乙醇含量测定采用气相色谱法。我国制备燃料乙醇主要侧重于秸秆、甘蔗渣、木屑和木薯等141纤维素酶用量选择。海带纤维在不同纤维素酶用量陆源原料,但对海洋生物资源制备生物乙醇的研究较少,在下进行发酵(发酵温度为30℃,发酵周期为γh,转速为海藻生物质能开发方面的技术研究相对滞后,还未见利用120rmin,酸酒酵母菌接种量为10%),分别测定乙醇产率海藻加工废弃物制备生物乙醇的研究报道确定发酵的最佳纤维素酶用量海带是是褐藻工业的主要原料之一。在海带工业生产142酿酒酵母菌接种量选择。海带纤维在不同酿酒酵母过程中,产生大量的海带工业废弃物。这些工业废弃物的主菌接种量下进行发酵(发酵温度为30℃,发酵周期为72h,要成分是纤维素。长期以来,海带工业废弃物未能充分利转速为120mmin,纤维素酶用量为35Ug对底物),分别测用,不仅造成资源的浪费,同时也对环境造成污染。利用寫定乙醇产率,确定发酵的最佳酵母菌接种量。含纤维素的海带加工废弃物制备燃料乙醇,不仅可使海带143发酵温度的选择海带纤维在不同温度下进行发酵加工废弃物变废为宝,解决环境污染问题;还可为制备生物(发酵周期为72h,转速为120r/min,纤维素酶用量为35乙醇提供充足和廉价的原料供应,促进海洋生物质能的开U/g对底物酸酒酵母菌接种量为10%),分别测定乙醇产发。为此,笔者利用低温纤维素酶水解海带纤维,并初步探率确定发酵的最佳温度。讨了利用海带纤维制备生物乙醇的工艺。144发酵时间的选择。海带纤维在不同时间下进行发酵1材料与方法(发酵温度为30℃,转速为120r/min,维素酶用量为3511材料和培养基U/g对底物,酿酒酵母菌接种量为10%),分别测定乙醇产海藻纤维由山东洁晶集团股份有限公司提供;产胞外率确定发酵的最佳时间。低温纤维素酶的假交替单胞菌(P3 eudoalteromonas sp)N62,2结果与分析由国家海洋局第一海洋研究所实验室从南极海冰中分离而21纤维素酶用量对乙醇产率的影响来,发酵培养基釆用2216E培养基;酿酒酵母( Saccharo海带纤维经低温纤维素酶酶解成葡萄糖及纤维二糖myces cerevisiae),由中国科学院微生物研究所微生物资源维素酶的用量直接决定了海带纤维的最终水解情况及酒中心提供,菌种编号为(1525),发酵培养基采用YEPD培精产率。从图1可以看出,乙醇产率随着纤维素酶量的增加养基。而增加,当纤维素酶酶量从20U/g增加到35Ug时,乙醇的12低温纤维素酶的制备产率迅速增加,当纤维素酶酶量从35U/g增加到45U/g时,将产胞外低温纤维素酶菌株NJ62接种到2216E培养乙醇产率增加甚微因此,低温纤维素酶的最优量为35Ug基中,在低温摇床120rmin,10℃培养96h将发酵液作为对底物。低温纤维素酶的粗酶液,纤维素酶活性的测定采用DNS法,020以每分钟1m纤维素酶粗制液水解 CMC-Na产生1g还原糖所需的酶量为1个酶活单位(U)卓中13酿酒酵母的活化化(030ch球计数板计数,并稀释至1从试管斜面上取酿酒酵母,在YEPD液体培养基中活细胞/mL。14利用海带纤维制备生物乙醇的工艺将海带纤维放入70℃烘箱中烘干12h,称重,然后于121℃下杀菌30min;加入适量的低温纤维素酶液对海藻纤酶用量∥U基金项目国家自然科学基金项目(40876107)图1纤维素酶用量对乙醇产率的影响收稿日期2010-07-06(下转第20页)农业基础科学现代农业科技2010年第17期割的整体,农机推广脱离了培训新机型、机具、新技术就不人才、设施和社会知名度的优势,进一步加大同职业学校和可能被人们了解和掌握,更不能得到充分的应用和推广,农劳动部门等联合办学的力度,拓宽农机科技培训的专业范机安全管理脱离了培训,农机的安全应用就得不到保证,更围,将培训延伸到农机维修、电工、电气焊工等其他专业。充不可能把安全事故降到最低。因此,农机科技培训与监理、分发挥农机科技培训在农村劳动力转移培训和农电科技推广要密切配合、全方位发动、宣传农机科技培训政策、规训上的生力军作用,不断开创农机科技培训工作的新局面。定、要求和好处,保障培训生源。在推广新机具及办理购机4參考文献补贴手续时,必须要求办理的对象具有拖拉机驾驶证,同时口朱丽萍农机培训存在的问题与发展对策当代农村,2008(9):78结合新机具新技术的推广工作,对机手进行跟踪培训。要充分发挥农机监理的杠杆作用,加大田检路查力度,使机手明2]马龙武,陈海薄农机推广培训工作中存在的问题及解决措施农科技与装备,2009(5):85-86白要操作农业机械,就必须参加农机培训办理驾驶证[3]张志茹浅谈提升我国农机培训工作质量的措施中国科技纵横3结语10(6);198「4曹双乐,赵宇探究农机培训面临的新问题及应对指施农业开发农机校要适应新时期农业机械化发展的需要,充分利用与装备,2008(4):32“““““““““““““(上接第18页)24发酵时间对乙醇产率的影响22酵母接种量对乙醇产率的影响乙醇发酵需要一个合理的发酵周期,发酵时间的长短酵母菌接种量对乙醇产率有一定的影响。从图2可以直接影响着乙醇产率的高低。从图4可以看出,发酵时间在看出,当接种量从4%增加到10%时,乙醇产率迅速增加当24-72h,乙醇产率随发酵时间的增加而增加;当达到2h接种量从10%增加到14%时,乙醇的产率基本没有变化;因左右时,乙醇产率达到最大值;发酵72h以后,乙醇产率开此酿酒酵母的的最佳接种量为109始降低。因此,在利用该菌株生产乙醇过程中,当发酵达到72h时,即可终止发酵。画0.50.10015O.1010搂种量∥%图2酸酒酵母接种量对乙醇产率的影响发酵时间∥h23发酵温度对乙醇产率的影响图4发酵时间对乙醇产率的影响发酵温度对乙醇的产率有一定的影响若发酵温度较3结论与讨论低,发酵过程中所需要的各种酶酶活较低,影响乙醇产率;利用海带纤维制备燃料乙醇,可为生物乙醇开发提供温度过高,发酵过程中所需要的一些酶会因此失活,也影响充足和廉价的新型原料,促进海洋生物质能的开发。此外乙醇产率。从图3可以看出,当温度从26℃升高至30℃时,低温纤维素酶可以保证低温条件下的海带纤维的快速水乙醇的产率提高较快温度从30℃升高至36℃时,乙醇的解其最适酶活与酿酒酵母的最适发酵温度相近,在生产工产率缓慢下降因此该试验中所采用的酿酒酵母最适发酵艺中节约能量与费用研究结果表明,利用海带纤维低温温度为30℃酶解和制备生物乙醇是完全可行的;在制备生物乙醇的过程中,当发酵温度为30℃、酸酒酵母接种量为10%低温纤维素酶用量为35Ug对底物和发酵时间为72h的条件下,0.15有较高的生物乙醇产量。4参考文献0.10[甘纯玑,彭时尧施木田,等海带工业废弃物综合利用现状和展望门环境科学进展,199,7(1):50-53[2]钱文佳,阚光锋徐仲,等产低温纤维素酶南极细菌的筛选、生长特性及酶学性质的初步研究小食品科技,2010,35(1):15-183杜连祥工业微生物学试验技术M]天津:天津科学技术出版社,01992.262830323436[4]柴政强气相色谱分析法测定酒糟中残留酒精分门酸酒科技,200(6):102图3发酵温度对乙醇产率的的影响[5樊文乐海带的综合利用研究D]天津天津科技大学,2006间6张志奇海带提取生物乙醇及其环境意义D杭州:浙江大学,2010.