農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)現(xiàn)代農(nóng)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)低溫纖維煮酶水解,并利用釀酒酵母制備生物乙醇的工藝條件。結(jié)果表明,在制備生物乙醇的過程中,當(dāng)發(fā)罅溫度為30℃、釀酒酵母摟種量為10%、低溫纖維素酶用量為35Ug對底物和發(fā)酵時間為72h的條件下,酒精產(chǎn)率最高關(guān)鍵詞海帶纖維;低溫酶解;生物乙醇;制備中圖分類號TQ517文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1007-5739(2010)17-0018-01當(dāng)前世界面臨著能源短缺和環(huán)境污染的巨大壓力,開維進(jìn)行低溫水解,然后接人一定量的釀酒酵母發(fā)酵液根據(jù)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(biāo)。乙醇含量測定采用氣相色譜法。我國制備燃料乙醇主要側(cè)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γh,轉(zhuǎn)速為海藻生物質(zhì)能開發(fā)方面的技術(shù)研究相對滯后,還未見利用120rmin,酸酒酵母菌接種量為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。長期以來,海帶工業(yè)廢棄物未能充分利轉(zhuǎn)速為120mmin,纖維素酶用量為35Ug對底物),分別測用,不僅造成資源的浪費,同時也對環(huán)境造成污染。利用寫定乙醇產(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143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)境污染問題;還可為制備生物(發(fā)酵周期為72h,轉(zhuǎn)速為120r/min,纖維素酶用量為35乙醇提供充足和廉價的原料供應(yīng),促進(jìn)海洋生物質(zhì)能的開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)酵時間的選擇。海帶纖維在不同時間下進(jìn)行發(fā)酵1材料與方法(發(fā)酵溫度為30℃,轉(zhuǎn)速為120r/min,維素酶用量為3511材料和培養(yǎng)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)酵的最佳時間。低溫纖維素酶的假交替單胞菌(P3 eudoalteromonas sp)N62,2結(jié)果與分析由國家海洋局第一海洋研究所實驗室從南極海冰中分離而21纖維素酶用量對乙醇產(chǎn)率的影響來,發(fā)酵培養(yǎng)基釆用2216E培養(yǎng)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(yǎng)基采用YEPD培精產(chǎn)率。從圖1可以看出,乙醇產(chǎn)率隨著纖維素酶量的增加養(yǎng)基。而增加,當(dāng)纖維素酶酶量從20U/g增加到35Ug時,乙醇的12低溫纖維素酶的制備產(chǎn)率迅速增加,當(dāng)纖維素酶酶量從35U/g增加到45U/g時,將產(chǎn)胞外低溫纖維素酶菌株NJ62接種到2216E培養(yǎng)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?fù)u床120rmin,10℃培養(yǎng)96h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,020以每分鐘1m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個酶活單位(U)卓中13釀酒酵母的活化化(030ch球計數(shù)板計數(shù),并稀釋至1從試管斜面上取釀酒酵母,在YEPD液體培養(yǎng)基中活細(xì)胞/mL。14利用海帶纖維制備生物乙醇的工藝將海帶纖維放入70℃烘箱中烘干12h,稱重,然后于121℃下殺菌30min;加入適量的低溫纖維素酶液對海藻纖酶用量∥U基金項目國家自然科學(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(zhuǎn)第20頁)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技2010年第17期割的整體,農(nóng)機推廣脫離了培訓(xùn)新機型、機具、新技術(shù)就不人才、設(shè)施和社會知名度的優(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(yīng)用和推廣,農(nóng)勞動部門等聯(lián)合辦學(xué)的力度,拓寬農(nóng)機科技培訓(xùn)的專業(yè)范機安全管理脫離了培訓(xùn),農(nóng)機的安全應(yīng)用就得不到保證,更圍,將培訓(xùn)延伸到農(nóng)機維修、電工、電氣焊工等其他專業(yè)。充不可能把安全事故降到最低。因此,農(nóng)機科技培訓(xùn)與監(jiān)理、分發(fā)揮農(nóng)機科技培訓(xùn)在農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移培訓(xùn)和農(nóng)電科技推廣要密切配合、全方位發(fā)動、宣傳農(nóng)機科技培訓(xùn)政策、規(guī)訓(xùn)上的生力軍作用,不斷開創(chuàng)農(nóng)機科技培訓(xùn)工作的新局面。定、要求和好處,保障培訓(xùn)生源。在推廣新機具及辦理購機4參考文獻(xiàn)補貼手續(xù)時,必須要求辦理的對象具有拖拉機駕駛證,同時口朱麗萍農(nóng)機培訓(xùn)存在的問題與發(fā)展對策當(dāng)代農(nóng)村,2008(9):78結(jié)合新機具新技術(shù)的推廣工作,對機手進(jìn)行跟蹤培訓(xùn)。要充分發(fā)揮農(nóng)機監(jiān)理的杠桿作用,加大田檢路查力度,使機手明2]馬龍武,陳海薄農(nóng)機推廣培訓(xùn)工作中存在的問題及解決措施農(nóng)科技與裝備,2009(5):85-86白要操作農(nóng)業(yè)機械,就必須參加農(nóng)機培訓(xùn)辦理駕駛證[3]張志茹淺談提升我國農(nóng)機培訓(xùn)工作質(zhì)量的措施中國科技縱橫3結(jié)語10(6);198「4曹雙樂,趙宇探究農(nóng)機培訓(xùn)面臨的新問題及應(yīng)對指施農(nóng)業(yè)開發(fā)農(nóng)機校要適應(yīng)新時期農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的需要,充分利用與裝備,2008(4):32“““““““““““““(上接第18頁)24發(fā)酵時間對乙醇產(chǎn)率的影響22酵母接種量對乙醇產(chǎn)率的影響乙醇發(fā)酵需要一個合理的發(fā)酵周期,發(fā)酵時間的長短酵母菌接種量對乙醇產(chǎn)率有一定的影響。從圖2可以直接影響著乙醇產(chǎn)率的高低。從圖4可以看出,發(fā)酵時間在看出,當(dāng)接種量從4%增加到10%時,乙醇產(chǎn)率迅速增加當(dāng)24-72h,乙醇產(chǎn)率隨發(fā)酵時間的增加而增加;當(dāng)達(dá)到2h接種量從10%增加到14%時,乙醇的產(chǎn)率基本沒有變化;因左右時,乙醇產(chǎn)率達(dá)到最大值;發(fā)酵72h以后,乙醇產(chǎn)率開此釀酒酵母的的最佳接種量為109始降低。因此,在利用該菌株生產(chǎn)乙醇過程中,當(dāng)發(fā)酵達(dá)到72h時,即可終止發(fā)酵。畫0.50.10015O.1010摟種量∥%圖2酸酒酵母接種量對乙醇產(chǎn)率的影響發(fā)酵時間∥h23發(fā)酵溫度對乙醇產(chǎn)率的影響圖4發(fā)酵時間對乙醇產(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(jié)論與討論低,發(fā)酵過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,可為生物乙醇開發(fā)提供溫度過高,發(fā)酵過程中所需要的一些酶會因此失活,也影響充足和廉價的新型原料,促進(jìn)海洋生物質(zhì)能的開發(fā)。此外乙醇產(chǎn)率。從圖3可以看出,當(dāng)溫度從26℃升高至30℃時,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℃升高至36℃時,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(jié)約能量與費用研究結(jié)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程中,當(dāng)發(fā)酵溫度為30℃、酸酒酵母接種量為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(xiàn)0.10[甘純璣,彭時堯施木田,等海帶工業(yè)廢棄物綜合利用現(xiàn)狀和展望門環(huán)境科學(xué)進(jìn)展,199,7(1):50-53[2]錢文佳,闞光鋒徐仲,等產(chǎn)低溫纖維素酶南極細(xì)菌的篩選、生長特性及酶學(xué)性質(zhì)的初步研究小食品科技,2010,35(1):15-183杜連祥工業(yè)微生物學(xué)試驗技術(shù)M]天津:天津科學(xué)技術(shù)出版社,01992.262830323436[4]柴政強氣相色譜分析法測定酒糟中殘留酒精分門酸酒科技,200(6):102圖3發(fā)酵溫度對乙醇產(chǎn)率的的影響[5樊文樂海帶的綜合利用研究D]天津天津科技大學(xué),2006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.