玉米秸秆的酶水解与丁醇发酵研究的中期报告

玉米秸秆的酶水解与丁醇发酵研究的中期报告摘要：本研究以玉米秸秆为原料，利用酶水解和丁醇发酵生产生物柴油。本报告为中期报告，主要介绍了实验的酶水解部分。通过单因素试验研究了玉米秸秆的酶解条件，最优条件为酶解时间为48小时，酶解温度为50℃，酶解pH为4.5，酶用量为20mg/g玉米秸秆。在最优条件下，玉米秸秆的还原糖产率为22.8%。关键词：玉米秸秆、酶水解、生物柴油、还原糖产率Abstract：Inthisstudy,cornstoverwasusedasrawmaterialtoproducebiodieselthroughenzymatichydrolysisandbutanolfermentation.Thisreportisamid-termreport,mainlyintroducingtheenzymatichydrolysispartoftheexperiment.Theenzymatichydrolysisconditionsofcornstoverwerestudiedbysingle-factorexperiment,andtheoptimalconditionswereasfollows:enzymatichydrolysistimewas48hours,enzymatichydrolysistemperaturewas50℃,enzymatichydrolysispHwas4.5,andtheenzymedosagewas20mg/gcornstover.Undertheoptimalconditions,thereducingsugaryieldofcornstoverwas22.8%.Keywords:cornstover,enzymatichydrolysis,biodiesel,reducingsugaryield1.研究背景与意义随着环保意识的日益提高，传统化石能源的不可持续性和环境污染等问题越来越突出。因此，生物质能作为一种绿色、可再生的能源，受到了越来越广泛的关注。玉米秸秆是我国产量较大的农作物废弃物之一，其含有丰富的纤维素和半纤维素等多糖，可以通过酶解转化为还原糖，并进一步通过微生物发酵转化为生物柴油。本研究旨在通过酶水解和丁醇发酵生产生物柴油，实现玉米秸秆资源的高效利用。2.实验设计与方法2.1实验设备和试剂实验设备有恒温摇床、旋转蒸发仪、高压灭菌釜、UV–vis分光光度计等；试剂有玉米秸秆、纤维素酶、葡萄糖标准品等。2.2酶水解实验以玉米秸秆为原料，在一定条件下进行酶水解。玉米秸秆样品在40℃下顺时针搅拌，进行预处理。将60g预处理后的样品和3g纤维素酶混合均匀，放入滴漏式酶解罐中，在酶解罐中加入100mL50mM酸性缓冲液，pH值调节为4.5，然后将酶解罐放入恒温摇床中，在50℃的条件下酶解48小时。酶解结束后，用热水浴将反应液滴至70mL，然后用去离子水稀释至100mL，静置30分钟后自然过滤，滤液用1cm比色皿进行测定，根据葡萄糖标准品绘制标准曲线，计算出玉米秸秆的还原糖含量。3.实验结果与分析通过单因素试验研究了玉米秸秆的酶解条件，结果如表1所示。表1玉米秸秆的酶解条件及还原糖产率酶解条件还原糖产率/%酶解时间/h24364822.122.522.8酶解温度/℃30405019.621.322.8酶解pH4.04.55.020.222.821.0酶用量/mg/g10203020.322.821.6从表1中可以看出，玉米秸秆的最佳酶解条件为酶解时间为48小时，酶解温度为50℃，酶解pH为4.5，酶用量为20mg/g玉米秸秆，此时玉米秸秆的还原糖产率最高，达到22.8%。4.结论与展望本实验研究了玉米秸秆的酶解条件，最优条件为酶解时间为48小时，酶解温