何泽超[1]2001年在《纤维素的酶水解及超声波对其加速作用的研究》文中研究说明本文主要对纤维素的酶水解机理、动力学模型、超声波的加速作用、各种因素对超声波场中纤维素酶水解的影响、纤维素酶的失活等进行了研究。 根据纤维素材料的结构和纤维素酶的水解特性，提出了结晶纤维素的晶格水解机理，非结晶纤维素的随机水解机理，所提出的机理能合理解释水解过程的各种现象。根据水解机理建立了纤维素材料的酶水解动力学模型，推导出了动力学方程的积分方程解析形式。该动力学方程描述了包括纤维素酶浓度、反应速度常数、平衡常数、原料有效浓度、密度和细度等的影响。在描述水解产生的还原糖量与时间的关系时，合并成3个参数，很容易回归。并提出了以与反应速度常数成比例的当量水解时间表示酶反应速度的方法，以解决因纤维素结构和产物抑制引起的非线性行为。分析了超声波对化学反应的效应，提出了在低超声波强度下超声波有加速酶过程中酶分子的动能和在纤维素材料表面上更新的频率，而不是空化效应。超声波有加速酶反应速度的作用，但也有加速酶失活的作用，特别是在有氧气存在的环境中，超声波更易使酶氧化而失活，因而提出采用氮气保护的方法以避免酶的失活。 通过实验研究，得到了滤纸在无超声波条件下和超声波场下的酶水解动力学数据。用本文提出的固态纤维素水解动力学方程进行拟合，也对文献报道的微晶纤维素和非结晶纤维素的酶水解实验数据进行了拟合，提出的动力学方程能很好地与实验数据吻合。证明该模型是合理的。 超声波场对纤维素的酶水解过程有明显的加速作用，通过研究发现在超声波能量为0-54mW／mL的范围内速度呈直线上升趋势。在28mW／mL的超声波场中，可提高反应速度约0.6倍。 在pH对纤维素酶水解影响的研究中，将纤维素酶简化为叁种电离状态，得到酶水解当量时间与pH值的关系式。提出的关系式能很好地拟合水解时间分别为10min、40min、70min，pH4-6.5范围的实验值，并得到最优pH为4.83。在超声波场中，温度为25-50℃范围内，随着温度的升高，反应速度加快。求得在超声波场中纤维素的酶水解的活化能为57.8kJ／mol。同时也研究了 四川大学博士学位论文酶浓度、葡萄糖浓度、滤纸浓度、原料种类对超声波场中酶水解的影响。各种因素的影响规律与无超声波条件下水解相似，说明超声波的加速作用并未改变反应的历程，而只改变了反应的速度常数。 对纤维素酶的失活也进行了初步实验研究，氮气环境下水解的速度比在空气中高。说明氧促进了纤维素酶的失活，采用氮气保护进行水解是减小纤维素酶失活的一种有效措施。 上述研究成果对深入了解纤维素酶水解机理和超声波对水解的作用具有重要的理论和实用意义，为超声彼加速纤维素的酶水解的应用提供了依据。
夏安[2]2002年在《纤维素酶水解动力学及影响因素研究》文中指出纤维素的酶水解速度很慢并受多种因素的影响，本研究的目的是寻求最适酶水解条件。本研究采用3，5-二硝基水杨酸(DNS)比色法，测定一定时间内不同水解条件下滤纸经酶水解所产生的还原糖浓度来表示水解速度。 研究发现：纤维素酶的活力对pH的变化敏感，实验条件下最适pH为4.7～4.9；当温度升高，水解速度加快，但纤维素酶随温度升高发生热变性，最适温度是两者的综合；最适温度随水解时间等因素而变，实验条件下水解时间从30min延长到60min时，电热恒温水浴的最适温度从57℃变为55℃；超声波水浴的最适温度从56℃降低到52℃。超声波对酶反应的影响在不同条件下结果不同，甚至相反。一定频率和强度的超声波可加速纤维素酶水解，还原糖浓度可增加一倍以上；一定浓度的非离子型表面活性剂具有活化和稳定纤维素酶的作用，实验中加入1～2％的吐温40或吐温80类表面活性剂，电热恒温水浴中还原糖浓度增加12.4％；超声波水浴中，水解0.5hour，还原糖浓度增加14.6％，水解8hour，增加40.5％。 研究还发现氧气对水解速率也有影响，在其它条件相同的情况下，分别在氮气、空气和氧气气氛的水浴中进行酶水解实验，结果表明产生的还原糖浓度氮气中最大，空气中次之，氧气中最小。水解6hour氮气下与氧气下相比，采用电热恒温水浴还原糖浓度增加23％左右，采用超声波水浴增加47％左右。 该研究根据纤维素酶水解机理，利用合理的假设推导出纤维素酶水解的动力学方程，以相对偏差平方和最小非线性回归求出动力学方程的参数，方程估算值和实验结果比较吻合；提出了比较理想且切实可行的纤维素酶水解条件，在相当长的时间范围内，可有效地提高水解速度和纤维素酶的利用率，对纤维素酶水解的实践有一定的指导意义。
肖琼[3]2006年在《超声波辅助植物纤维原料酶水解的研究》文中指出近二十年来,对自然界丰富的植物资源加以充分开发利用的研究日益受到重视。其中主要途径之一是利用生物技术将植物纤维原料转化成单糖,主要分为二步:1、原料预处理;2、纤维素的酶水解。目前预处理技术不尽人意,存在得率低、技术工艺复杂等问题;而纤维素的酶水解又存在水解速度慢、酶用量大等缺点。这两方面同时制约了纤维原料生物转化的发展。本论文以农林废弃物玉米秸秆为原料,对超声波辅助预处理和辅助酶水解过程进行了较深入的研究,主要结果如下:采用超声波辅助预处理技术可有效的提高玉米秸秆的酶解得率。在超声波辅助热水、1%稀酸、1%稀碱预处理中,其酶解得率分别为14.8%、36.1%、82.0%,比未加超声波辅助的热水、稀酸、稀碱预处理的酶解得率9.58%、29.4%、66.6%分别提高了54.5%、29.4%、23.1%。研究了超声波对纤维素酶的影响。无底物时,滤纸酶活力、CMC酶活力、β-葡萄糖苷酶活力随着超声波功率的增大,酶活力下降。功率越大,下降越明显。初始酶的滤纸酶活力、CMC酶活力、β-葡萄糖苷酶活力分别为2.23FPIU/mL、2.78IU/mL、0.61IU/mL;当超声功率270W时,超声时间5min时叁种酶活力分别为0.34FPIU/mL、1.38IU/mL、0.32IU/mL。同样叁种酶活力随着超声波辐射时间的延长,酶活力下降。时间越长,下降越明显。当超声功率30W、超声波辐射时间30min时,叁种酶活力分别为0.83FPIU/mL、0.13IU/mL、1.25IU/mL。在酶水解过程中,施加适宜的超声波,既使超声波充分作用于底物又不至于导致酶的失活,其酶解速率加快,酶解得率提高。在频率20kHz、功率30W、超声时间30min的超声场下,纤维素酶的最适用量为20FPIU/g绝干底物,最适水解温度为50℃、最适pH值为4.8,其48h酶解得率达到27.3%,比未加超声波辅助提高了48.3%。说明在一定条件下超声波对酶的微细结构活性部位影响不大,表现为酶的最适pH值和最适水解温度不变。更重要的是超声波场未改变酶水解的历程。
邹书珍[4]2017年在《不同预处理工艺厌氧发酵产气效率及其综合效益评价》文中认为环境污染和资源浪费是农业废弃物不能被合理利用的结果。厌氧发酵技术将有机物转化为沼气,是合理利用农业废物的重要途径。但农业废弃物中的秸秆中木质素含量高,并将纤维素和半纤维素包裹住。因此秸秆直接进行发酵存在启动慢、产气效率低、发酵不完全、发酵周期长等问题。本研究以农业废物中的牛粪、水稻秸秆和小麦秸秆为发酵原料,利用超声波、堆腐、氢氧化钠、氨水、盐酸和醋酸对发酵原料进行预处理,之后按照牛粪和秸秆干物质比为1:1,在试验室批次试验的条件下进行混料厌氧发酵。探讨高效经济的厌氧发酵原料预处理技术,得出各种预处理方式在何种预处理条件下能产生最大沼气产量,分析预处理对发酵初始环境和发酵过程的影响,探究预处理后产气量与发酵初始环境和发酵过程稳定性的关系,揭示预处理提高产气量的内在原因,并对比分析最佳产气量的预处理条件的厌氧发酵综合效益。主要结论如下:(1)适宜的超声波预处理、堆腐预处理、氢氧化钠预处理、氨水预处理、盐酸预处理和醋酸预处理条件均能显着提高厌氧发酵总气产量(P<0.01)。超声波预处理中,水稻秸秆预处理20分钟与牛粪预处理40分钟混料厌氧发酵处理组和小麦秸秆预处理20分钟与牛粪混料厌氧发酵30分钟处理组总产气量最高,分别为13679 mL和13100 m L。堆腐预处理中,水稻秸秆与牛粪混料物质在35℃下预处理6天处理组和小麦秸秆与牛粪混料物质在35℃下预处理6天处理组总产气量最高,分别为16005m L和16515m L。氢氧化钠预处理中,水稻秸秆被3%的氢氧化钠预处理4天与牛粪混料厌氧发酵处理组和小麦秸秆被3%的氢氧化钠预处理4天与牛粪混料厌氧发酵处理组总产气量最高,总产气量分别为14365mL和13830m L。氨水预处理中,水稻秸秆被8%的氨水预处理4天与牛粪混料厌氧发酵处理组和小麦秸秆被8%的氨水预处理2天与牛粪混料厌氧发酵处理组总产气量最高,分别为16940m L和19925m L。,水稻秸秆被2%的盐酸预处理4天与牛粪混料厌氧发酵处理组和小麦秸秆被3%的盐酸预处理2天与牛粪混料厌氧发酵处理组总产气量最高,分别为13225m L和20225mL。醋酸预处理中,水稻秸秆被4%的醋酸预处理6天与牛粪混料厌氧发酵处理组和小麦秸秆被4%的醋酸预处理4天与牛粪混料厌氧发酵处理组总产气量最高,分别为11605mL和11880m L。(2)水稻秸秆和牛粪混料厌氧发酵初始环境中纤维素酶活力、还原性糖含量、VFA含量和pH受预处理的影响。超声波预处理后,纤维素酶活力、还原性糖含量、VFA含量和pH的最大值分别是4.22 IU/m L、11.29 mg/m L、746 mg/L和7.6,堆腐预处理后其最大值分别是1.55 IU/mL、9.25 mg/m L、576 mg/L和7.9,氢氧化钠预处理后,其最大值分别是5.47 IU/m L、30.03 mg/m L、511 mg/L和8.7,氨水预处理后其最大值分别是6.11 IU/mL、40.35 mg/m L、1092 mg/L和9.2,预处理后其最大值分别是8.26 IU/mL、82.89 mg/mL、1194 mg/L和7.0,醋酸预处理后,其最大值分别是5.83 IU/m L、32.91 mg/m L、2623 mg/L和7.2。小麦秸秆和牛粪混料厌氧发酵初始发酵环境中纤维素酶活力、还原性糖含量、VFA含量和pH受超声波预处理、堆腐预处理、氢氧化钠预处理、盐酸预处理、氨水预处理和醋酸预处理的影响。超声波预处理后纤维素酶活力、还原性糖含量、VFA含量和pH的最大值分别是2.05 IU/m L、12.97 mg/m L、683 mg/L和7.7,堆腐预处理后其最大值分别是1.42 IU/m L、8.88 mg/mL、315 mg/L和7.7。氢氧化钠预处理其最大值分别是3.08 IU/m L、18.41 mg/m L、653 mg/L和8.3。氨水预处理后其最大值分别是5.98 IU/m L、54.30 mg/m L、1317 mg/L和9.2。盐酸预处理后,其最大值为最大值分别是8.82 IU/m L、36.87 mg/mL、873 mg/L和7.8,醋酸预处理后其最大值分别是9.38 IU/m L、89.59 mg/m L、2753 mg/L和6.7。(3)厌氧发酵初始环境中纤维素酶活力、还原性糖含量、VFA含量和pH值对厌氧发酵对厌氧发酵总沼气有直接影响和间接影响。不同预处理方式使秸秆与牛粪混料厌氧发酵初始环境与总产量的关系不同。在发酵初始环境中,除纤维素酶活力、还原性糖含量、VFA含量和pH外,还存在其他因素对总产气量产生影响。水稻秸秆和牛粪混料厌氧发酵各个处理组中,超声波预处理、堆腐预处理、氢氧化钠预处理、盐酸预处理、氨水预处理和醋酸预处理发酵初始环境与总产气量的通经分析的剩余系数分别为0.766、0.827、0.596、0.762、0.468和0.379,而在小麦秸秆和牛粪混料厌氧发酵各个处理组中剩余系数分别为0.745、0.720、0.449、0.844、0.513和0.826。(4)水稻秸秆和牛粪混料物质及小麦秸秆混料物质均在35℃下预处理6天,净收入最高,分别为296.07元/年和302.12元/年。醋酸预处理水稻秸秆和小麦秸秆后与牛粪混料厌氧发酵不适宜应用到生产实际中。超声波、堆腐、氢氧化钠、氨水和盐酸预处理水稻秸秆和小麦秸秆后与牛粪混料厌氧发酵适宜利用到实际生产中。水稻秸秆和小麦秸秆被8%的氨水预处理4天和2天的生态效益最高,分别比对照高159.00%和181.53%。(5)预处理通过影响发酵过程中日产气量、纤维素酶活力、还原性糖含量、VFA含量和pH之间的关系提高厌氧发酵总产气量。预处理后厌氧发酵过程因素的稳定性被改变,这种改变相互作用,使厌氧发酵系统的稳定性被提高。厌氧发酵不同阶段日产气量的主要影响因素不同。小麦秸秆预处理后与牛粪混料厌氧发酵过程中纤维素酶活力、还原性糖含量、VFA含量、pH值和日产气量的稳定性均受预处理的影响。预处理后pH值的稳定性被降低,VFA含量的稳定性被提高。
袁丽[5]2012年在《球磨结合稀酸、真菌和超声处理法降解木质纤维素的研究》文中提出随着世界经济的高速发展，工业上对化石燃料日益增加的依赖性与有限的化石资源的矛盾严重影响了国家的能源安全。利用生物质转化得到生物燃料可以降低国家对原油进口的依赖性，增强国家安全。在我国利用木质纤维素原料来生产生物乙醇具有重要的经济效益和社会意义。我国木质纤维素资源丰富，但是利用率非常低，大部分只是作为燃料或造纸工业等使用，不仅浪费资源并且严重污染环境。因此，在我国开发利用木质纤维素原料来生产燃料乙醇前景广阔，具有重要的现实意义。本论文选择小麦秸秆和桦木木屑作为草本类和木本类这两种植物类型的代表原料，在湿法球磨中采用稀柠檬酸、简青霉H5和超声波的处理方法，来降解小麦秸秆和桦木木屑。研究常温常压条件下，将球磨方法与稀酸处理法、真菌处理法和超声处理法联用，来降解木质纤维素的过程。论文首先采用湿法球磨联合柠檬酸对秸秆和木屑进行降解，研究不同pH值的柠檬酸对秸秆和木屑酸水解的作用，得到如下研究结果：（1）稀酸-球磨系统可以在常温常压下降解秸秆和木屑，还原性糖产率分别为186.9mg/g和120.5mg/g。（2）商品纤维素酶的加入不能与机械球磨-稀酸降解法形成良好的协同作用，糖产率低于单独的机械球磨-稀酸降解法，酶活力也快速丧失。（3）稀酸-球磨降解过程对葡萄糖和木糖起不同的作用，其中葡萄糖的含量随着球磨时间的延长而增加，木糖的含量随着球磨时间的延长而减少。球磨体系的pH值会影响木屑的降解情况，木屑在pH=5、6的柠檬酸体系中得到的糖产率高于pH=3、4的体系中的糖产率。（4）随着球磨时间的延长，反应液的pH值向碱性方向偏移，在球磨24h后达到平衡，秸秆和木屑的最佳降解体系的pH值分别为6.5和8.5。（5）XRD和ESEM测试结果表明，球磨破坏了纤维素的晶体结构，增大了无定形态纤维素的比率和反应活性面积，从而使得秸秆和木屑中的纤维素更容易被弱酸渗透，从而发生水解。（6）红外光谱和紫外扫描结果表明，球磨处理之后秸秆和木屑中的木质素成分基本被破坏，木质素的降解使得纤维素更容易被水解，从而提高其糖化率。与工业上常用的高温高压酸水解法相比，机械球磨协同稀酸的方法能够在常温常压下降解天然木质纤维素，反应简单温和，基本无污染，但是糖化率仍然较低。其次采用湿法球磨联合稀柠檬酸和简青霉H5对秸秆和木屑进行降解，研究简青霉H5对秸秆和木屑酸水解及生物降解的作用。得到如下实验结果：（1）简青霉的加入可以显着的促进秸秆和木屑的降解，还原性糖产率分别为216.9mg/g和245.3mg/g。（2）简青霉的加入可以与稀酸-球磨降解法形成良好的协同作用，简青霉H5的生长及其产酶活力可以在球磨条件下保持24h，糖产率也高于稀酸-球磨降解法，简青霉H5非常适合球磨降解天然木质纤维素产物。（3）稀酸-真菌-球磨过程也对葡萄糖和木糖起相反的作用。简青霉H5的加入会影响木屑的降解效果。其中木屑在pH=4、5的H5-柠檬酸体系中得到的糖产率高于pH=3、6的H5-柠檬酸体系中的糖产率。（4）加入简青霉H5以后，随着球磨时间的延长秸秆和木屑反应液的pH值向碱性方向偏移，在球磨12h后基本达到平衡，最佳降解体系的pH值分别为6.5和7.5，基本保持在中性范围。（5）XRD和ESEM图结果表明，稀酸-真菌-球磨系统破坏了秸秆和木屑的晶体结构。在球磨短时间内，简青霉H5加入后由于优先分解无定型纤维素部分，秸秆和木屑的结晶度会高于不加入简青霉H5的。长时间球磨之后秸秆和木屑的结晶度都会下降，无定形态纤维素的比率和反应活性面积增大，从而使得秸秆和木屑中的纤维素更容易被弱酸渗透，更容易被水解。（6）红外光谱和紫外扫描结果表明，球磨处理之后秸秆和木屑中的木质素成分基本被破坏，简青霉H5的加入促进了木质素部分的降解，从而提高糖化率。总之简青霉H5的加入可以显着促进秸秆和木屑中纤维素和木质素的降解，糖化率较高，反应条件温和，反应过程简单且基本无污染，易于工业化生产。最后采用超声波技术对桦木木屑进行预处理，之后再进行固液球磨降解，发现短时间的超声预处理可以促进木屑的水解。得到如下实验结果：（1）超声预处理10min能有效促进木屑水解，还原性糖产率为126.84mg/g木屑。（2）超声波预处理可以显着促进木屑在稀酸-真菌-球磨系统中的降解情况，提高了木屑的糖化率。木屑中的还原糖得率高峰的时间从48h缩短为36h，最大还原糖得率从245.3mg/g木屑增大为311.2mg/g木屑。（3）超声波预处理对葡萄糖和木糖的溶出都起到促进作用。（4）超声波预处理后，。随着球磨时间的延长木屑降解后反应液的pH值向碱性方向偏移，在球磨12h后基本达到平衡，球磨后反应液基本保持在中性。（5）XRD和ESEM图结果表明，超声波预处理使得木屑的结晶度略有下降，而稀酸-真菌-球磨系统破坏了木屑的晶体结构。短时间（12h）球磨处理纤维时，超声波预处理过的木屑纤维的结晶度比不经过超声波处理的要高。随着球磨时间的延长，木屑纤维素晶体被大量破坏，生成更多的不定形态纤维素，结晶度下降，反应活性面积增大，从而使得木屑中的纤维素更容易被弱酸渗透，更容易被水解。（6）红外光谱和紫外扫描结果表明，球磨处理之后秸秆和木屑中的木质素成分基本被破坏，而超声波预处理过程促进了木屑中木质素部分的降解，使得纤维素更容易被水解，从而提高其糖化率。因此超声波预处理的加入可以显着促进木屑中纤维素和木质素的降解，并且对木屑中葡萄糖和木糖的溶出都起到促进作用，糖化率较高，反应条件温和，反应过程简单且基本无污染，易于工业化生产。本论文采用的固液球磨联合稀酸、真菌、超声波作用的方法降解天然木质纤维素原料小麦秸秆和木屑。降解后的糖化率较高，反应过程简单，反应条件温和，对环境基本无污染，微生物成本低，易于工业化应用，为生物质转化乙醇提供了一条清洁、有效的新途径。
丁青芝[6]2008年在《脉冲超声辅助酶解法制备玉米黄粉ACEI活性肽的研究》文中研究表明高血压病是最常见的心血管疾病，常引起心、脑、肾等脏器的并发症，严重危害着人类的健康，因此关于高血压药物的研究越来越多。卡托普利等化学合成的血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)类降血压药能够快速降低血压，但是存在咳嗽、首剂低血压效应、皮疹等副作用，所以人们把眼光更多地转向了安全性更高的食源性ACEI活性肽。为开发具有降血压功能的ACEI活性肽，本研究以玉米黄粉(CGM)为原料，通过超声辅助蛋白酶水解的方法制备出天然的ACEI活性肽，然后用超滤的方法对酶解液进行分离纯化，并通过动物试验考察了体内降血压效果。本课题开展了以下研究：以FAPGG(N-[3一(2-furyl)acryloyl]-L-phenylalanylglycyl-glycine)作为底物，以酶标板替代比色皿，以酶标仪替代分光光度计，建立了一种体外快速检测血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)活性的方法--微量法(MA)。经验证，该方法的准确性及精密度良好，检测快速、操作简便、灵敏度高。既适合大规模的活性筛选工作，也能应用于实际生产中的质量控制。用超临界CO_2脱除玉米黄粉中的油脂，脱除率接近90％，且脱脂后，酶解效果较处理前有所提高。测定了脱脂玉米黄粉的主要成分，其蛋白质、脂肪、水分、纤维、淀粉和灰分的含量分别为60．45％、0．43％、8．96％、1．62％、14．23％和0．21％。为了得到高活性、低苦味、低盐的降血压肽，分备用7种商业蛋白酶水解玉米黄粉。以酶解液的IC_50值为指标，选定两种效果较优的蛋白酶(蛋白酶D和E)进一步优化酶解条件。分别对这两种蛋白酶进行单因素(酶解时间、底物浓度、加酶量、pH和反应温度)及响应面优化试验，确定了酶解效果最好的蛋白酶E。优化得到蛋白酶E酶解玉米黄粉的最优条件为：酶解时间40 min，温度50℃，pH 7．0，底物浓度1．75％，加酶量3％，该条件下酶解产物的IC_(50)为0．259mg／mL，产品得率为28．75％。研究了蛋白质酶促水解制备活性多肽的反应机理，通过试验方法结合理论推导，建立了恒定温度下玉米黄粉可控水解动力学模型：V=as_0exp(-bh)==(?)和DH=(?)。求得该体系的热力学和动力学常数为：k_2=9．2732／min，k_d=3．8758／min，K_m=2．7222 g／L，K_s=72．7234 g／L，E_a=17．7936 kJ／mol，E_d=17．9691kJ／mol。动力学常数与温度的关系能较好地符合阿累尼乌斯关系式。验证试验表明，根据动力学模型得到的水解度的理论值与实际试验值基本吻合。因此，所建立的动力学模型可用于蛋白质酶解反应过程的模拟、热动力学常数的计算和生物反应器的设计。分别考察了脉冲超声预处理蛋白酶耦合酶解(PUPPE)、脉冲超声预处理玉米黄粉原料耦合酶解(PUPCE)和酶解过程中施加脉冲超声(PUAE)等叁种超声处理方式对玉米黄粉酶解制备ACEI活性肽效果的影响。结果表明，叁种方式都能有效地促进玉米黄粉的酶解，提高产物的ACE抑制活性，其中UPCE方式效果最好。该方式的最佳参数为：料液体积200mL，超声时间15 min，超声功率1000 W，超声料液初始温度50℃，脉冲超声工作间歇时间比2 s／1 s。与未超声的对照组相比，超声预处理原料后酶解产物的抑制活性提高了74．08％，生产效率提高了55．11％，蛋白转化率提高了55．06％，米氏常数K_m降低了33．30％。这表明脉冲超声辅助酶解法是一种高效制各玉米黄粉ACEI肽的方法。对超声波强化玉米蛋白酶解反应的机理进行了初步的探讨。研究了不同参数超声波对蛋白酶活性以及玉米蛋白可降解性的作用效果。以荧光和紫外光谱为监测手段，研究玉米黄粉蛋白和中性蛋白酶经超声处理后的分子构象变化情况。结果表明，随着超声功率增高，荧光发射强度逐渐发生变化，但发射峰未发生明显变化；紫外吸收强度发生变化，但吸收峰也未发生明显变化。这说明酶和蛋白分子中的整体构象未发生明显变化，但生色基团残基的微环境发生了一定的变化。此时，蛋白酶活力和玉米蛋白的可降解性均发生了明显变化，这表明超声微扰了蛋白和酶的活性部位，活力的变化快于分子整体构象的变化，这是因为酶或蛋白的活性部位位于柔性较大的区域。超声处理没有破坏玉米蛋白和蛋白酶的分子结构和整体空间构象，可能通过改变分子活性部位的局部空间构象，提高了玉米蛋白的可降解性和蛋白酶的催化活性。酶解液依次通过截留分子量10kDa、8kDa、5kDa、3kDa和1kDa的超滤膜进行分离纯化。以IC_(50)和产品得率为指标，选择3kDa的超滤膜。选择喷雾干燥方式对玉米黄粉降血压肽进行干燥，主要工艺参数为进风温度170℃、出风温度75℃。对相对分子量<3 kDa的玉米黄粉水解物进行热稳定性、耐酸碱稳定性和抗肠道酶解能力等性能研究。结果表明，玉米黄粉水解物在不同温度、pH值条件下保存以及与肠道酶在体外作用后仍然保持较高活性。用相对分子量<3 kDa的玉米黄粉水解物分别以75、150和300 mg／kg·bw的剂量对原发性高血压大鼠(SHR)灌胃，SHR的血压明显下降。用玉米黄粉水解物对SHR大鼠进行21天连续灌胃，发现降血压效果稳定。灌胃试验结果证实，玉米黄粉水解物对高血压大鼠具有明显的降血压作用，对血压正常大鼠无降血压作用。
唐爱民[7]2000年在《超声波作用下纤维素纤维结构与性质的研究》文中研究说明本文用超声波对速生材木浆纤维为原料的纤维素纤维进行预处理以提高纤维素纤维的可及度和化学反应性能。首次从不同的结构层次较为系统地研究了超声波处理对纤维素纤维的形态结构、超分子结构、分子量及其分布的影响，并研究了超声波处理后纤维素纤维可及度的变化及其与超声处理条件的关系，考察了超声波处理对纤维素纤维与高碘酸盐发生选择性氧化反应的反应性能的影响，对超声波作用下纤维素纤维结构与性质的变化机理进行了初步探讨，主要研究内容和结论如下： 1 用多功能显微镜、扫描电镜(SEM)对超声波作用下纤维素纤维的形态结构和超微结构变化进行了表征，并用纤维长度测定仪测定纤维长度和粗度变化。研究结果表明，超声波处理后纤维素纤维的形态结构、超微结构发生了如下变化：细胞壁出现位移和变形、初生壁P层和S1层脱除、吸水润胀和S2层纤维的细纤维化。研究结果显示，超声波处理对纤维长度影响不大。 2 超声波作用下纤维形态结构和超微结构的变化程度与原料纤维本身的形态结构特征、纤维形态尺寸大小及超声处理条件如超声处理时间、功率有关。叁种速生材木浆纤维素纤维原料中，桉木漂白硫酸盐浆EBKP纤维和马尾松漂白硫酸盐浆MBKP纤维在超声波的作用下，纤维形态结构和超微结构变化明显，而桉木预水解硫酸盐溶解级浆GCEP在超声波的作用下，形态结构和超微结构的变化不如前两种显着，不容易产生分丝帚化现象，但可观察到细胞壁层的脱除现象。随着处理时间和超声波功率的增大，纤维形态结构和超微结构变化程度增大。研究了超声波处理时浆浓度对超声效应的影响，研究确认超声波较处理适宜的浆浓度范围是1～3％。 3 用X-射线衍射分析结合傅利叶变换红外光谱，表征了超声波处理对纤维素结晶参数的影响，对超声波作用下纤维素超分子结构变化的机理进行了一些探讨。结果表明超声波处理后纤维素的晶区尺寸变化不大，但结晶度变化则与纤维形态结构尺寸、处理时间和超声波功率有关。不同原料来源的纤维素纤维，由于形态尺寸和超分子结构的差异，经超声波处理后超分子结构表现出不同的变化规律；超声波处理过程中，结晶和消晶两种作用同时存在：超声波功率对纤维素的结晶度有较大的影响，对晶体尺寸有一定程度的影响，但结晶度Xc与超声功率没有线性关系：在频率为23-25 kHz，功率为400W条件下，对桉木漂白浆纤维进行超
刘媛媛, 孙君社, 裴海生, 刘莉, 段开红[8]2011年在《提高木质纤维素酶水解效率的研究进展》文中提出利用纤维素酶将预处理后的木质纤维素水解成可发酵性单糖,继而发酵生产所需的液体燃料及其他化工产品,是当前解决资源、环境等难题的有效途径之一。在木质纤维素降解转化工艺中,酶水解效率低、成本高是主要限制因素。如何提高纤维素与纤维素酶的可及度和有效接触面积,从而减少纤维素酶用量及提高酶解效率是水解技术的关键。该文简要归纳了各种提高纤维素酶水解效率方法的最新研究进展,并对其酶解的机理及今后研究的重点进行了分析与展望。
周金湘[9]2010年在《球磨机械力对稻壳降解和米糠多糖与蛋白提取作用的研究》文中认为水稻是全世界种植产量最大的农作物,稻壳重量占了稻谷干重的20%。稻壳含有大约36%的纤维素和12%的半纤维素,这些成分都可以通过处理转变为多糖,最终通过发酵转变为乙醇。米糠占稻谷的5%-8%,我国米糠资源总量可达上千万吨,从米糠中提取米糠多糖和米糠蛋白是利用米糠资源非常有效的一条途径。本论文首先研究了稻壳在机械球磨下的水解过程。糖分析结果表明,当采用150粒不锈钢珠子,600r/min的转速,pH4的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液时,稻壳中的纤维素降解率最高,并且降解率随着时间的增加而增加,而使用同样的球磨条件,在水溶液中,稻壳就没有发生水解。对稻壳球磨前后的结构分析,包括XRD,ESEM和FT-IR的分析表明稻壳能在柠檬酸-柠檬酸缓冲液中水解,主要是由于其结晶度和分子结构的改变,而在水溶液中,稻壳只发生了晶体结构的改变,而并没有水解。实验结果表明这种结合机械力与弱酸的处理方式是处理稻壳水解的一种经济有效的方式。本论文还研究了搅拌球磨及超声波处理对米糠多糖和米糠蛋白提取的影响,多糖和蛋白含量分析结果表明,当磨球质量增加为2kg,米糠球磨5min后,多糖与蛋白的提取率达到3.84%和42.8%,但是球磨时间继续增加,提取率没有发生明显变化。另外,加入超声波处理可以使米糠多糖和米糠蛋白的提取率有少量上升,但是这种差异随球磨时间的增加而变得越来越小。米糠蛋白的电泳图表明,超声波对蛋白质分子量分布影响不明显,而球磨时间的增加,使蛋白质降解,分子量变小。同时,本文用机械力化学从球磨机的工作机理,能量转变及能量传递等方面对实验有关现象进行了分析。本论文的研究表明,机械力球磨为稻壳纤维水解和米糠多糖,蛋白提取提供了一种清洁,有效的方式。
晏飞来[10]2010年在《基于玉米秸秆乙醇化的氨化预处理与酶解工艺研究》文中研究指明我国是一个能源消耗大国,能源的短缺将会严重危害我国的经济发展和国家安全。因此开发新型能源以代替逐渐枯竭的传统能源将是我国今后能源产业的发展方向。生物燃料具有可再生,无污染的特点,因此备受各国的重视。木质纤维素是地球上最丰富、最廉价的可再生资源,被认为是最重要的生物燃料酒精生产的后续资源物质。相对于以玉米和大豆等粮食为原料的第一代生物燃料来说,以秸秆等植物纤维为原料的纤维素乙醇被称为第二代生物燃料,其最大优势在于避免了“与人争粮、与粮争地”的风险。因此,利用生物技术将木质纤维素转化成乙醇,具有重要的社会及经济意义。其中主要技术途径之一是利用生物技术将植物纤维原料转化成单糖,主要分为二步：1、原料预处理；2、纤维素的酶水解。目前预处理技术不尽人意,存在糖得率低、技术工艺复杂等问题,而纤维素的酶水解又存在水解速度慢、酶用量大等缺点。这两方面同时制约了纤维原料生物转化的发展。本论文以农业废弃物玉米秸秆为原料,对纤维原料的预处理方式及最优处理条件的筛选、酶解糖化条件的优化、超声波和金属离子对酶解的影响进行了研究,主要结果如下采用氨水浸泡预处理、加压氨解预处理、超声波辅助氨水预处理叁种方式处理玉米秸秆。氨水浸泡预处理的最优方案为：氨水浓度15%,时间39h,温度40℃,基质浓度162.5g／L,粒径0.5mm。在此条件下的预处理还原糖得率为3.23%,木质素去除率为61.20%。对应的酶解还原糖得率为45.28%,比未处理的12.51%,提高了32.77%。加压氨解预处理的最优方案为：氨水浓度15%,时间6min,压力0.075MPa,基质浓度150g/L,粒径1mm。在此条件下的预处理还原糖得率为1.74%,木质素去除率为43.30%。对应的酶解还原糖得率为21.36%,提高了8.85%。超声波辅助氨水预处理的最优方案为：氨水浓度12.5%,时间24min,功率240W,基质浓度187.5g／L,温度70℃,粒径0.5mm。在此条件下的预处理还原糖得率为1.51%,木质素去除率为32.20%。对应的酶解还原糖得率为40.33%,提高了27.82%。将最优处理结果进行比较并综合经济效益因素后认为,超声波辅助氨水预处理所需时间短、能耗低、效果较好,是比较理想的预处理方式。采用经超声波辅助氨水预处理后的玉米秸秆为原料,在环境温度为50℃条件下进行酶解。基质浓度因素对还原糖得率影响极显着(p<0.01),酶解时间对还原糖得率影响显着(p<0.05)。酶解最优方案为：pH值5,基质浓度60g／L,酶用量47mg／g(干秸秆),酶解时间30h。在此条件下的酶解还原糖得率为49.00%,比未预处理玉米秸秆的酶解还原糖得率提高了36.49%。一定程度的超声波辐射对酶解有促进作用。当酶解基质浓度为60g／L、酶用量为47mg／g(干秸秆)时,最适超声波功率为39W,超声波时间为9min。此时酶解还原糖得率为56.55%,比没有超声波参与酶解时提高了7.55%。K+、Na+,Ca2+、Mg2+、Zn2+对纤维素酶起激活作用,有助于预处理产物的酶解,提高酶解还原糖得率。其中Zn2+对纤维素酶的激活作用最明显,其浓度为1.5mg／ml(酶液)时激活作用最大。Fe3+、Al3+则对纤维素酶起抑制作用。
参考文献：
[1]. 纤维素的酶水解及超声波对其加速作用的研究[D]. 何泽超. 四川大学. 2001
[2]. 纤维素酶水解动力学及影响因素研究[D]. 夏安. 四川大学. 2002
[3]. 超声波辅助植物纤维原料酶水解的研究[D]. 肖琼. 南京林业大学. 2006
[4]. 不同预处理工艺厌氧发酵产气效率及其综合效益评价[D]. 邹书珍. 西北农林科技大学. 2017
[5]. 球磨结合稀酸、真菌和超声处理法降解木质纤维素的研究[D]. 袁丽. 湖南大学. 2012
[6]. 脉冲超声辅助酶解法制备玉米黄粉ACEI活性肽的研究[D]. 丁青芝. 江苏大学. 2008
[7]. 超声波作用下纤维素纤维结构与性质的研究[D]. 唐爱民. 华南理工大学. 2000
[8]. 提高木质纤维素酶水解效率的研究进展[J]. 刘媛媛, 孙君社, 裴海生, 刘莉, 段开红. 中国酿造. 2011
[9]. 球磨机械力对稻壳降解和米糠多糖与蛋白提取作用的研究[D]. 周金湘. 湖南大学. 2010
[10]. 基于玉米秸秆乙醇化的氨化预处理与酶解工艺研究[D]. 晏飞来. 西南大学. 2010
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