关于纤维素酶的文献综述论文

太大了 给你复制点吧水稻秸秆纤维素发酵转化燃料乙醇的研究摘要我国水稻秸秆资源丰富，年产量达3亿多吨。利用水稻秸秆生产燃料乙醇，对来我国能源问题、实现节粮代粮和环保有着巨大的潜力和广阔的应用前景。水稻秸要成分是纤维素，对纤维素的利用最主要的限制性因素是将纤维素转化为可发酵还解决的办法主要有两类途径:(l)提高纤维素酶生产的经济性，主要涉及纤维素酶高获得及纤维素酶的生产技术，提高其合成效率以降低单位纤维素酶生产成本;(2)提素酶利用效率，主要涉及纤维素酶解催化过程，以降低单位可发酵还原糖生产成本本研究从菌种的选育着手，研究了菌株的产酶特性，用响应面策略优化发酵培养基，了SL发酵罐分批发酵生产高活力纤维素酶技术;分离纯化了纤维素酶;构建了代二糖的酿酒酵母工程菌;对酿酒酵母工程菌细胞固定化发酵进行了研究，利用二级生物反应器祸合系统生物协同酶解水稻秸秆发酵生产燃料乙醇等。主要研究结果如1.筛选到一株纤维素酶高产菌株(PenicilliumYT01)，原生质体紫外诱变后变株YT02，YT02以水稻秸秆为碳源，豆饼粉和硫酸钱为氮源，在29”c，初始p酵12Oh，纤维素酶活力达到最高，摇瓶发酵滤纸酶活(FPA)、CMC酶活(CMcas葡萄糖昔酶活(CB)分别达、和。2.用响应面方法(RSM)优化的发酵培养基组成为:水稻秸秆为留L，为，数皮为叭，困H4)2504、KHZpO4为4g/L，MgSO;为;起始以优化的培养基发酵120h，滤纸酶活、cMc酶活和p一葡萄糖普酶活分别达到IU/mL、。远高于优化前的纤维素酶活水平。3.在SL发酵罐中研究了温度、pH值和溶氧对菌体生长和产酶的影响，确定发酵的工艺条件为:0一32h时发酵温度犯”C，溶氧70%;犯h至1加h发酵结果发29oc，溶氧50%，发酵液初始pH值，发酵%h滤纸酶活、CMC酶活和p一葡酶活分别达到、，均高于摇瓶发酵水平，酵动力学过程显示，突变菌YT02菌体生长和纤维素酶各组分均为部分祸联。4.利用DEAEsephadexA一25和sephadexG一75分离纯化了二个内切葡(CMCase)和一个p一葡萄糖营酶，CMCase纯化倍数为，回收率为，糖昔酶纯化倍数为，回收率为，经SDS一PAGE得到单蛋白分子条带，I、沪’_心钳3卜“’门尸，..量测定分别为73kDa、43kDa和，并对其进行了N端测序和质谱分析。5.以生产乙醇性能优良的酿酒酵母菌株NAN一27作为工程菌株的受体菌。利用能良好的多拷贝整合型载体pYMIKP，使纤维二糖代谢基因BGLI整合到酿酒酵母体上。从而在酿酒酵母工业菌株中建立了稳定的纤维二糖代谢途径，拓展了酒精生物利用范围，降低了纤维二糖对纤维素酶解的抑制作用。采用海藻酸钙凝胶包埋固纤维二糖酿酒酵母工程菌，固定化细胞与游离细胞相比，发酵时间缩短，乙醇产率提以上，并能有效地利用水稻秸秆水解液进行酒精发酵。6.对水稻秸秆酶解过程中底物性质、酶解温度、酶解pH、底物浓度及纤维素等关键因子进行了研究。由于YT02纤维素酶系中纤维二搪酶活力较低(CB/F队为经稀酸稀碱预处理后的水稻秸秆纤维素对乙醇转化率仅为18%。采用代谢纤维二糖母工程菌游离细胞发酵，可部分去除纤维二糖对酶解的抑制，水稻秸秆纤维素对乙率可提高至20%。进一步利用采用海藻酸钙凝胶包埋固定代谢纤维二糖酿酒酵母工酵，水稻秸秆纤维素对乙醇转化率可达26%。这方面的研究结果有助于深入了解纤的协同降解机制。7.将纤维原料的酶解、固定化代谢纤维二搪酿酒酵母工程菌的作用有机祸联，新型的二级串联式生物反应器，在该反应器体系的协同作用下，可有效解除纤维二萄糖对纤维素酶的反馈抑制作用，促进纤维原料水稻秸秆的酶水解，发酵40h，乙达留L，纤维素对乙醇的转化率达(纤维素对乙醇的理论转化率为是游离细胞同时糖化发酵(SSF)的倍，生产效率达留(Lh)。采用分批添料酶解发酵工艺，可提高纤维底物的终浓度达250岁L，产物乙醇的终浓度留L，高了纤维素酶的利用率和乙醇生产效率，降低乙醇的生产成本。该反应器性能稳定效率高，固定化细胞可以重复使用，便于自动化控制。关键词:纤维素酶，水稻秸秆，酿酒酵母，燃料乙醇，串联式生物反应器目录摘要..............................................................……ABSTRACT..........................................................……IH第一章文献综述l水稻秸秆资源及其降解方式............................................……水稻秸秆的组成与结构..…，................................……，.……水稻秸秆的预处理..................................................……物理方法预处理水稻秸秆..........................................……化学方法预处理水稻秸秆..........................................……生物方法预处理水稻秸秆..........................................……水稻秸秆纤维素的降解方式..........................................……水稻秸秆的酸水解................................................……水稻秸秆的酶水解................................................……52纤维素酶的性质与用途................................................……纤维素酶的多酶体系................................................……纤维素酶的分子结构................................................……纤维素酶的作用机理................................................……纤维素酶的分子量大小.............................................……纤维素酶的最适反应条件与稳定性...................................……纤维素酶的应用...................................................……H3纤维素酶的生产.....................................................……纤维素酶的生产菌种选育...........................................……纤维素酶的生产...................................................……144水稻秸秆原料生物转化燃料乙醇.......................................……燃料乙醇的优越性和使用现状.......................................……水稻秸秆纤维素生物转化燃料乙醇的方法.............................……分步水解发酵法生产燃料乙醇.....................................……同步糖化发酵法生产燃料乙醇.....................................……固定化细胞发酵生产燃料乙醇.....................................……酉良酒酵母途径工程应用于燃料乙醇的生产.............................……175本研究的目的、意义和主要内容.......................................……本研究的目的和意义...............................................……本研究的思路和技术路线...........................................……本研究的主要内容.................................................……21第二章纤维素酶高产菌株的选育及产酶条件研究.........................……231材料与方法..........................................................……材料.............................................................……试剂与溶液配制.................................................……器菌种与菌种分离源...............................................……培养基.........................................................……主要仪器与设备.................................................……方法.............................................................……水稻秸秆的预处理...........................……，.，...........……纤维素酶高产菌的分离与纯化.....................................……纤维素酶高产菌的初步鉴定.......................................……纤维素酶高产菌的原生质体紫外诱变...............................……产纤维素酶的液体发酵培养方法...............................……不同预处理水稻秸秆的酶水解.....................................……分析方法.......................................................……272结果与分析.........................................................……不同预处理水稻秸秆的各组分含量...................................……纤维素酶高产菌的分离与筛选.......................................……纤维素高产菌YT01的菌种鉴定......................................……纤维素酶高产菌YT01的原生质体紫外诱变............................……液体发酵培养基成分与发酵条件对YT02产纤维素酶的影响..............……不同碳源对YT02产酶的影响......................................……不同预处理水稻秸秆对YT02产酶的影响............................……不同氮源对YT02产纤维素酶的影响................................……微晶纤维素添加量对YT02产纤维素酶的影响........................……不同无机盐对YT01产纤维素酶的影响..............................……起始pH对YT01产纤维素酶的影响.................................……装液量对YT02产纤维素酶的影响..................................……转速对YT02产纤维素酶的影响....................................……培养温度对YT02产纤维素酶的影响................................……接种量对YT02产纤维素酶的影响.................................……培养时间对YT02产酶的影响.....................................……纤维素酶的酶学性质研究...........................................……温度对纤维素酶各组分酶活的影响................................……对纤维素酶各组分酶活的影响..................................……纤维素酶对不同预处理水稻秸秆的酶解试验...........................……423结论与讨论...............................................··········……4:关于筛选出的纤维素酶高产菌株....................................……4:纤维素酶生产菌的改造............................................……招青霉YT02产酶条件与酶学特性.....................................……44第三章YT02产纤维素酶发酵培养基的优化研究..........................……451材料与方法....................................···.·················……材料.............................................................……试剂................................................·.·.·······……供试菌种.......................................················……培养基................................................·········……主要仪器与设备.................................................……方法.............................................................……4尽实验设计.............................................··········……培养方法.............................................··········……分析方法.......................................................……462结果与分析..............................................···········……部分因子实验筛选发酵培养基的主要影响因子.........................……最陡爬坡实验逼近发酵培养基最优点.................................……中心组合设计优化YT02发酵培养基组成..............................……发酵过程中PH、残余还原糖与纤维素酶变化的测定结果.................……593结论与讨论...................................……，...............……61第四章YT02分批发酵产纤维素酶的研究................................……63材料与方法.........................................................……材料.............................................................……试剂...........................................................……菌株...........................................................……培养基.........................................................……娜.主要仪器.......................................................……64方法.....................·······…….1用于分批发酵的种子培养.........…….…64.…恒温分批发酵对YT02产纤维素酶的影响.............................……变温分批发酵对YT02产纤维素酶的影响.............................……溶氧量对YT02分批发酵产纤维素酶的影响...........................……分段溶氧对YT02分批发酵产纤维素酶的影响.........................……分析方法.......................................................……652结果与分析.........................................................……发酵温度对YT02产纤维素酶的影响结果..............................……变温发酵对YT02产纤维素酶的影响结果..............................……溶氧对YT02产纤维素酶的影响结果..................................……分段溶氧分批发酵对YT02产纤维素酶的影响结果......................……723结论与讨论.........................................................……73第五章YT02产纤维素酶的分离纯化及酶学性质研究...........……以U（b叮‘叮‘（bt了叮‘叮‘材料与方法….1材料.…….试验材料..主要试剂.....……76.....……常用储备液及缓冲液....................................……主要仪器........................................................……方法..............................................................……蛋白质浓度的测定方法...........................................……纤维素酶的分离纯化.............................................……纤维素酶SDS一PAGE凝胶电泳纯化及酶相对分子量的测定..............……酶蛋白的N端测序...............................................……酶蛋白的质谱分析...............................................……862结果与分析.........................................................……一SephadexA一25阴离子交换层析结果.............................……层析收集管酶蛋白同洗脱缓冲液NaCI浓度的关系.....................……层析收集管酶蛋白活性检测.......................................……即hadexG一75分子筛凝胶过滤层析结果..............................……一75分子筛凝胶过滤层析分离酶蛋白......................……分子筛凝胶过滤层析纤维素酶活测定结果...........................……纤维素酶各纯化步骤纯化情况.......................................……一PAGE聚丙烯酸胺凝胶电泳.......................................……一PAGE聚丙烯酸胺凝胶电泳银染结果.............................……纤维素酶分子量SDS一PAGE凝胶电泳测定结果........................……酶蛋白的N端测序结果.............................................……酶蛋白的质谱分析结果.............................................……933结论与讨论.........................................................……94第六章酿酒酵母纤维二糖代谢途径的构建及其细胞固定化研究.............……96材料和方法................................................·········……%1材料.............................................................……菌株和质粒.....................................................……分子克隆用酶和试剂.............................................……水稻秸秆水解液的制备...........................................……972方法.............................................................……含纤维二糖酶基因(及咒1)的重组质粒pYMIKP一那艺了的构建方法.......……酿酒酵母纤维二糖代谢途径的搭建方法.............................……酿酒酵母工程菌细胞的固定化方法................................……固定化酵母细胞发酵方法........................................……分析方法......................................................……1022结果与分析........................................................……表达及范了基因的重组菌株的构建结果...............................……目的基因及法了的获得...........................................……含目的基因那Z了重组质粒的构建.................................……酿酒酵母工业菌株NAN一27转化子的获得二，........................……转化子NAN一28细胞纤维二糖酶活性测定结果.......................……1()不同固定化条件对NAN一28细胞固定化的影响结果.....................……不同溶剂对固定化细胞转化纤维二搪的测定结果......……，.......……不同海藻酸钠浓度对固定化细胞凝胶特性的影响....................……l()酵母包埋量对固定化细胞转化纤维二糖的影响结果..................……!固定化细胞与游离细胞分批发酵实验结果............................……l()固定化细胞重复分批发酵试验结果..................................……1073结论与讨论........................................................……酉良酒酵母纤维二糖代谢途径的构建.................................……酿酒酵母工程菌细胞固定化.......................................……110第七章串联式生物反应器转化水稻秸秆生产燃料乙醇的研究..............……112材料与方法........................................................……112l材料......................................……，..............……试剂.........................................................……菌种.........................................................……主要仪器与设备...............................................……1122方法...........................................................……稻草粉的预处理................................................……纤维素酶的制备................................................……稻草粉的酶解糖化..............................................……水稻秸秆生物转化燃料乙醇......................................……测定方法......................................................……115vi2结果与分析........................................................……不同预处理方法对水稻秸秆糖化效果的影响结果......................……不同温度对水稻秸秆糖化效果的影响结果............................……不同pH对稻草粉糖化效果的影响结果...............................……不同加酶量对稻草粉糖化效果的影响结果............................……不同底物浓度对稻草粉糖化效果的影响结果..........................……水稻秸秆同步糖化发酵(SSF)结果.................................……串联式反应器转化水稻秸秆生产乙醇................................……固定化NAN一28细胞发酵生产燃料乙醇结果.........................……串联式生物反应器的稳定性结果..................................……分批添料式协同酶解发酵生产燃料乙醇结果........................……1223结论与讨论......................................................··……二级串联式生物反应器生产乙醇....................................……分批添料式协同酶解发酵工艺......................................……水稻秸秆资源的全利用............................................……123第八章结论.....................................................……124主要参考文献......................................................……126英文缩写与主要符号表...............................................……146本研究的特色与创新.................................................……147发表与待发表的学术论文及成果.......................................……148致谢............................................................……149作者简介..........................................................……150你要看哪部分？

xiān wéi sù méi

cellulase [21世纪双语科技词典]

纤维素酶（cellulase）是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，它不是单成分酶，而是由多个酶起协同作用的多酶体系。人们已对纤维素酶的作用机制及工业化应用等方面进行了大量的研究，为纤维素酶的生产和应用打下了良好的基础。其在扩大食品工业原料和植物原料的综合利用，提高原料利用率，净化环境和开辟新能源等方面具有十分重要的意义。

纤维素酶的来源非常广泛，昆虫、微生物、细菌、放线菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。由于放线菌的纤维素酶产量极低，所以研究很少。细菌产量也不高，主要是葡萄糖内切酶，但大多数对结晶纤维素没有活性，并且所产生的酶是胞内酶或吸附在菌壁上，很少能分泌到细胞外，增加了提取纯化的难度，在工业上很少应用。目前，用于生产纤维素酶的微生物菌种较多的是丝真菌，其中酶活力较强的菌种为木霉属（Trichoderma）、曲霉属（Aspergillus）和青霉属（Penicillium）,特别是绿色木霉（Trichodermavirde）及其近缘菌株等较为典型，是目前公认的较好的纤维素酶生产菌。现已制成制剂的有绿色木霉、黑曲霉、镰刀霉等纤维素酶。同时，反刍动物依靠瘤胃微生物可消化纤维素，因此可以利用瘤胃液获得纤维酶的粗酶制剂。另外，也可利用组织培养法获得所需要的微生物。

目前，纤维素酶的生产主要有固体发酵和液体发酵两种方法。

固体发酵法固体发酵法是以玉米等农作物秸秆为主要原料，其投资少，工艺简单，产品价格低廉，目前国内绝大部分纤维素生产厂家均采用该技术生产纤维素酶。然而固体发酵法存在根本上的缺陷，以秸秆为原料的固体发酵法生产的纤维素酶很难提取、精制。目前，我国纤维素酶生产厂家只能采用直接干燥法粉碎得到固体酶制剂或用水浸泡后压滤得到液体酶制剂，其产品外观粗糙且质量不稳定，发酵水平不稳定，生产效率较低，易污染杂菌，不适于大规模生产。

液体发酵法液体发酵生产工艺过程是将玉米秸秆粉碎至20目以下进行灭菌处理，然后送发酵釜内发酵，同时加入纤维素酶菌种，发酵时间约为70h，温度低于60℃。采用除菌后的无菌空气从釜低通入进行通气搅拌，发酵完毕后的物料经压滤机板框过滤、超滤浓缩和喷雾干燥后制得纤维素酶产品。液态深层发酵由于具有培养条件容易控制，不易染杂菌，生产效率高等优点，已成为国内外重要的研究和开发方向。

制酒在进行酒精发酵时添加纤维素酶可显著提高酒精和白酒的出酒率和原料的利用率，降低溶液的黏度，缩短发酵时间，而且酒的口感醇香，杂醇油含量低。纤维素酶提高出酒率的原因可能有两方面：一是原料中部分纤维素分解成葡萄糖供酵母使用；另外，由于纤维素酶对植物细胞壁的分解，有利于淀粉的释放和被利用。

将纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中可增加麦粒溶解性，加快发芽，减少糖化液中单一葡萄糖含量，改进过滤性能，有利于酒精蒸馏。

酱油酿造在酱油的酿造过程中添加纤维素酶、可使大豆类原料的细胞膜膨胀软化破坏，使包藏在细胞中的蛋白质和碳水化合物释放，这样既可提高酱油浓度，改善酱油质量，又可缩短生产周期，提高生产率，并且使其各项主要指标提高3％。

饮料加工日本有专利报道，用纤维素酶处理豆腐渣后接入乳酸菌进行发酵，可制得营养、品味俱佳的发酵饮料。将纤维素酶应用于果蔬榨汁、花粉饮料中，可提高汁液的提取率（约10％）和促进汁液澄清，使汁液透明，不沉淀，提高可溶性固形物的含量，并可将果皮综合利用。目前，有报道已成功地将柑橘皮渣酶解制取全果饮料，其中的粗纤维有50％降解为短链低聚糖，即全果饮料中的膳食纤维，具有一定的保健医疗价值。

纤维废渣的回收利用应用纤维素酶或微生物把农副产品和城市废料中的纤维转化成葡萄糖、酒精和单细胞蛋白质等，这对于开辟食品工业原料来源，提供新能源和变废为宝具有十分重要的意义。

此外，在果品和蔬菜加工过程中如果采用纤维素酶适当处理，可使植物组织软化膨松，能提高可消化性和口感。

将纤维素酶用于处理大豆，可促使其脱皮，同时，由于它能使细胞壁破坏，使包含其中的蛋白质、油脂完全分离，增加其从大豆和豆饼中提取优质水溶性蛋白质和油脂的获得率，既降低了成本，缩短了时间，又提高了产品质量。

植物纤维原料是地球上最丰富、最廉价而又可再生的资源，其主要成分是纤维素和半纤维素，纤维素和半纤维素的利用一直是国际国内的研究热点课题。利用的途径和整体思路是利用纤维素酶和半纤维素酶先将纤维素和半纤维素降解成可发酵糖，进而通过发酵制取酒精、单细胞蛋白、有机酸、甘油、丙酮及其他重要的化学化工原料。此外，纤维素、半纤维素通过纤维素酶的限制性降解还可制备成功能性食品添加剂，如微晶纤维素、膳食纤维和功能性低聚糖等。

总之，纤维素酶具有非常广阔的应用前景，但由于液态发酵生产技术含量较高，在大规模生产上还有一定的困难，因此对纤维素酶液态发酵的研究与开发具有重要的现实意义。今后若能加强这方面的研究，则可以使之早日进入工业化生产，一方面可以提高纤维素酶的产量和质量；另一方面可以较好地解决纤维素的生物转化问题，创造良好的社会效益和经济效益。

纤维素酶

Cellulase

康彼身；康彼申；bizym

消化系统药物 > 助消化药物

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每片含有胰酶220mg，相当于脂肪酶（lipase）74OOu（FIP），蛋白酶（protease）420u（FIP），淀粉酶（amylase）7000u（FIP）；含米曲菌提取酶120mg，相当于纤维素酶（cellulase）70u（FIP），蛋白酶（protease）10u（FIP），淀粉酶（amylase）170u（FIP）。

用于各类消化不良症状，老年人消化不良。治疗胰酶分泌不足，在肠液中消化脂肪、碳水化合物及蛋白质，起促进食欲的作用。

对纤维素酶过敏者、急性胰腺炎患者禁用。

纤维素酶不可嚼碎。

偶有腹泻及软便。

每次2片，每日3次，饭前服。

不宜与酸性或堿性药物同服。