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农业秸秆是一种重要的可再生资源,秸秆中的有机成分以纤维素、半纤维素及木质素为主。通过预处理,可破坏纤维素、半纤维素及木质素间的紧密结构,有利于后续纤维素酶降解纤维素、半纤维素成可溶性糖,进而通过各种微生物发酵将生成的可溶性糖转化为不同类型的生物基产品,达到资源充分利用和环境保护的双重目的。本文利用白腐菌(Whiterotfungi)预处理玉米秸秆,降解其中的木质素,再用黑曲霉(Aspergillusniger)固态发酵预处理后的秸秆产纤维素酶,为秸秆纤维质的进一步降解及综合开发利用提供参考依据。 通过研究不同条件下对秸秆进行生物预处理效果的影响,确定了白腐菌产木质素酶的最佳处理条件为:固液比1:4;接种量10%,pH5.0,温度 25℃,培养时间25天。此时,木质素过氧化物酶(Lip)和漆酶(Lac)的酶活都较高,分别达到81.3U和150U。在此条件下预处理后的秸秆,质地松软,木质量素的降解率达到40.9%,且在发酵45天时的木质素降解率高达45.7%。 通过研究不同条件下固态发酵产酶效果的影响,确定了黑曲霉产纤维素酶的最佳处理条件为:固液比1:2、接种量18.2%、pH5.5、温度25℃、培养时间4天。此时,FPA酶活和CMC酶活,分别达到2223.9u/g和2280.43u/g。 由本研究可知,与氨水预处理相比,白腐菌生物预处理法去除秸秆中木质素的能力高,且成本只有氨水处理的1/10,但其处理时间过长,工艺较氨水处理复杂。与康氏木霉产纤维素酶的效果相比,两者固态发酵的FPA酶活相差不多,但黑曲霉的CMC酶活明显比康氏木霉高,说明黑曲霉将纤维素分解成纤维二糖的能力强,也将有利于纤维素的进一步利用。