玉米秸秆水解液发酵产微生物油脂

【摘要】：本文研究了玉米秸秆生物质资源水解生成可发酵糖,通过生物转化产微生物油脂。微生物油脂具有繁殖速度快、生产周期短、所需劳动力少且同时不受场地、季节和气候变化影响等优势,已成为潜在的油脂获得新途径。本研究旨以农业丰富资源玉米秸秆为原料,开展玉米秸秆组分近红外模型的建立,研究玉米秸秆进行糖化水解参数,通过生物转化产微生物油脂及微生物油脂组分检测分析。 1.为了解玉米秸秆资源可转化碳水化合物物质基础,建立了玉米秸秆中纤维组分近红外分析模型。利用傅里叶变换近红外漫反射光谱(NIRS)技术和化学计量学软件,结合偏最小二乘法(PLS),通过光谱采集,进行了近红外光谱模型预测及验证。探讨了不同预处理方法对玉米秸秆纤维素、半纤维素、木质素和灰分含量的NIRS模型影响,获得理想分析模型,相关系数(R)≥0.909。实验结果表明模型对纤维素、半纤维素、木质素和灰分含量预测平均相对误差为2.34%、2.13%、2.52%和2.67%,预测值与化学值误差较小。说明该模型可准确、快速并大量检测玉米秸秆中纤维组分含量,提高秸秆生物质资源利用率,促进生物质转化工艺过程。 2.玉米秸秆中纤维素和半纤维生物质资源含量达70%以上。以预处理的玉米秸秆为原料,使用纤维素酶进行水解分析试验,研究了纤维素酶水解条件对玉米秸秆水解液还原糖含量和转化率的影响。确定玉米秸秆水解工艺：固液比(g/mL)1：10、酶加量5%和酶解时间96h。在此条件下,玉米秸秆水解液中还原糖含量为31.5g/L对玉米秸秆纤维组分转化率为79.7%。实验结果表明玉米秸秆水解液中主要含有葡萄糖,木糖及纤维二糖,玉米秸秆中纤维素组分可高效地转化为还原糖,为后步发酵提供培养基质。 3.以深黄被孢霉M.iabellina M2为实验菌株,考察碳源及浓度、氮源及浓度、无机盐、发酵时间、发酵温度和发酵pH值对深黄被孢霉M2菌株产油脂的影响。实验表明,以玉米秸秆水解液为碳源,玉米秸秆水解液还原糖浓度60g/L、硫酸铵1.4g/L、不添加无机盐、发酵时间为96h、发酵温度为28℃和pH值为7的条件下,M2菌体生物量达21.17g/L,油脂含量50%,油脂产量11.53g/L。 4.利用气质谱联用技术(GC/MS)直接通过图库检索得到样品的信息对不同发酵周期微生物油脂脂肪酸组成进行分析,并探讨发酵周期对各种脂肪酸组成影响及各脂肪酸最佳油脂积累时间。发酵时间144h时,微生物油脂中不饱和脂肪酸含量占总脂肪酸含量达90.1%。理想的制备生物柴油原料的C16和C18在72h含量达95%。 【关键词】：玉米秸秆 近红外 酶解 发酵 微生物油脂
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S216.2
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-9
• 第一章 综述9-19
• 1.1 本课题的来源及研究意义9
• 1.1.1 本课题的来源9
• 1.1.2 课题的研究意义9
• 1.2 玉米秸秆生物质资源概述9-12
• 1.2.1 木质纤维素10-11
• 1.2.2 纤维素的性质11
• 1.2.3 半纤维素的性质11
• 1.2.4 木质素的性质11-12
• 1.3 秸秆生物质水解研究状况12-14
• 1.3.1 酶解机理12
• 1.3.2 酸水解研究现状12-13
• 1.3.3 酶水解研究现状13-14
• 1.4 近红外光谱分析技术概述14-15
• 1.4.1 近红外光谱14
• 1.4.2 近红外光谱分析技术的特点14-15
• 1.4.3 近红外光谱分析过程15
• 1.5 微生物发酵产油脂概述15-18
• 1.5.1 微生物发酵产油脂机理15-16
• 1.5.2 微生物油脂组成16
• 1.5.3 微生物油脂研究进展16-17
• 1.5.4 油脂微生物培养17-18
• 1.6 研究内容18-19
• 第二章 材料与方法19-26
• 2.1 实验材料19-20
• 2.1.1 实验原料及菌种19
• 2.1.2 实验试剂19-20
• 2.1.3 实验仪器20
• 2.2 玉米秸秆组分分析方法20-22
• 2.2.1 主要试剂配制20-21
• 2.2.2 玉米秸秆中木质纤维成分及灰分含量的测定21-22
• 2.2.3 近红外光谱采集方法22
• 2.2.4 近红外模型建立及优化22
• 2.3 玉米秸秆水解方法22-24
• 2.3.1 主要试剂配制22
• 2.3.2 玉米秸秆酶水解22
• 2.3.3 还原糖浓度测定22-23
• 2.3.4 葡萄糖标准曲线的绘制23
• 2.3.5 玉米秸秆水解液组分分析23-24
• 2.3.6 酶水解率计算24
• 2.4 油脂微生物发酵培养方法24-26
• 2.4.1 菌种活化培养基制备24
• 2.4.2 种子液制备24
• 2.4.3 产脂发酵液制备24-25
• 2.4.4 微生物油脂提取方法25
• 2.4.5 生物量测定25
• 2.4.6 油脂提取测定25
• 2.4.7 微生物油脂脂肪酸组成分析方法25-26
• 第三章 玉米秸秆纤维组分近红外分析26-38
• 3.1 玉米秸秆样品的采集26
• 3.2 玉米秸秆样品纤维组分化学分析26-29
• 3.2.1 纤维素含量分析结果26-27
• 3.2.2 半纤维素含量分析结果27-28
• 3.2.3 木质素含量分析结果28
• 3.2.4 灰分含量分析结果28-29
• 3.3 玉米秸秆近红外光谱29-30
• 3.3.1 样品光谱采集29-30
• 3.4 近红外光谱模型建立方法选择30-31
• 3.4.1 主成分分析法30
• 3.4.2 偏最小二乘法回归法30-31
• 3.5 样品定标集与验证集光谱范围分布31
• 3.6 近红外光谱的模型建立及模型预处理31-33
• 3.6.1 平滑预处理(Smoothing)31-32
• 3.6.2 导数预处理32
• 3.6.3 正规化(Mean Center)预处理32
• 3.6.4 归一化(Normalization)预处理32
• 3.6.5 多元散射校正(MSC)预处理32
• 3.6.6 标准正态变量变换(SNV)预处理32-33
• 3.7 纤维素模型的优化33
• 3.8 半纤维素模型优化33-34
• 3.9 木质素模型优化34-35
• 3.10 灰分模型优化35-36
• 3.11 近红外光谱模型应用36-37
• 3.12 本章小结37-38
• 第四章 玉米秸秆水解研究38-48
• 4.1 玉米秸秆组分含量38
• 4.2 固液比对玉米秸秆水解液还原糖浓度影响38-39
• 4.3 酶加量对玉米秸秆水解液还原糖浓度影响39-41
• 4.4 酶解时间对玉米秸秆水解液还原糖浓度影响41-42
• 4.5 玉米秸秆水解稳定实验42
• 4.6 玉米秸秆水解液组分分析42-46
• 4.6.1 固液比对玉米秸秆水解液组分影响42-43
• 4.6.2 酶加量玉米秸秆水解液组分影响43-44
• 4.6.3 酶解时间对玉米秸秆水解液组分影响44-45
• 4.6.4 玉米秸秆水解液组分总分析45-46
• 4.7 本章小结46-48
• 第五章 油脂微生物发酵条件研究48-57
• 5.1 不同碳源对发酵产油脂影响48-49
• 5.2 不同还原糖浓度对发酵产油脂影响49
• 5.3 不同氮源对发酵产油脂影响49-50
• 5.4 氮源浓度对发酵产油脂影响50-51
• 5.5 无机盐对发酵产油脂影响51-52
• 5.6 不同培养时间对发酵产油脂影响52-53
• 5.7 不同培养温度对发酵产油脂影响53-54
• 5.8 不同pH值对发酵产油脂影响54-55
• 5.9 发酵产脂稳定实验55
• 5.10 本章小结55-57
• 第六章 微生物油脂脂肪酸组分分析57-62
• 6.1 发酵过程中微生物油脂脂肪酸GC-MS分析57-58
• 6.2 微生物油脂脂肪酸组分比较58-61
• 6.2.1 微生物油脂中C16和C18脂肪酸积累59-60
• 6.2.2 微生物油脂中不饱和脂肪酸分析60-61
• 6.3 本章小结61-62
• 第七章 结论62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-69
• 作者简介69
• 攻读硕士学位期间研究成果69-70

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

马铃薯还原糖含量测定方法的比较研究    崔辉梅;石国亮;安君和;

玉米秸秆预处理后的酶水解及丁醇发酵    林有胜;王旭明;王竞;孙晓红;仇天雷;韩梅琳;

秸秆预处理中木质纤维物质含量测定方法的研究进展    李思蓓;解玉红;罗晶;冯炘;

牧草、玉米青贮和作物秸秆营养价值的洗涤剂法评定    杨云贵,龙明秀,王莺,江中良

木质纤维素类生物质超低酸水解试验及产物分析研究    王树荣;庄新姝;骆仲泱;岑可法;

近红外透射式谷物蛋白质含量在线监测系统    张广军,Suranjan Panigrahi

特征根回归法近红外光谱定量分析研究    张录达,齐小明,杨金华,赵龙莲,李军会,严衍禄

近红外光谱仪(NIRS)在心血管外科中的应用    袁媛,龙村

3,5-二硝基水杨酸(DNS)法测定甘蔗茎节总糖和还原糖含量    王俊刚;张树珍;杨本鹏;陈萍;吴转娣;胡军喻;

稀硫酸催化水解稻草秸秆半纤维素的研究    赵律;李辉勇;李志光;潘莲美;朱芸;

郑州黄河湿地景观演变与城市发展的关系    李錾华

辐照预处理对玉米秸秆酶解产糖率的影响    唐洪涛

不同栽培基质对甜瓜品质和养分含量的影响    姚玉敏;王秀峰;于喜艳;杨凤娟;史庆华;

元素硫微量分析综述    钱胜涛,肖安陆,胡典明,孔渝华

巢湖地区菠菜中有机磷农药残留状况调查    徐国;

混合菌液态发酵纤维素酶及发酵pH的优化    潘海波;汤斌;张庆庆;陈阿娜;

江西省农林秸秆炭开发应用的途径与前景    王小东;王玉;周文才;

不同基肥对蘘荷蛋白质、脂肪、维生素C营养成分的影响    卢君;李云;

不同方法处理荔枝汁的品质研究    陈毅鹏;姜琼一;方婷;陈锦权;

不同杀菌方式处理西瓜汁感官评价分析    李长城;方婷;陈锦权;

利用生物质废弃物生产生物基产品    毛渺浩;刘斌;

金光杏梅果实发育期间主要营养成分的动态变化    张传来;扈中林;刘遵春;周增莲;

不同枇杷品种细胞壁代谢与果肉质地形成的关系    傅明连;林素英;蔡丽琴;黄志明;吴锦程;

壳聚糖和Vc复合涂膜对杨桃保鲜的影响    王颖;

低碳经济与可持续发展    徐亚同;刘伟;张秋卓;

抗菌纤维素/壳聚糖衍生物复合共混膜的制备及性能研究    张林;杨立邦;隋淑英;董朝红;路平;

离子液体环境下固体酸催化降解纤维素    梁润娟;吴廷华;吴瑛;周理龙;吴廷华;

竹材蒸煮同步除硅工艺的初步探索    宋顺喜;张美云;李佩燚;赵琳;

预水解及液比对麦草制浆性能的影响研究    梅凯;刘博;童国林;

贮藏温度和成熟度对番木瓜冷害影响研究    王则金;胡亮;童金华;陈纯;

饲用玉米不同收获期纤维含量变化动态研究    李志强;史威威;慕亚卿;潘玉兰;

青贮玉米生物产量及营养积累规律研究    王永宏;赵健;沈强云;韩礼义;

PAMAM基树状分子的制备及其在溶液中聚集与界面的作用机制    杨惠

绿色新能源铝/水基燃料燃烧特性研究和绿色生物质材料的制备    韩咚林

透明质酸发酵法制备及其复合改性研究    陈永浩

酪蛋白美拉德产物的制备、性质及在烟草中的应用研究    谷风林

植物油的亚油酸、亚麻酸红外光谱融合和模型优化方法的研究    颜辉

木质素及其模型物在不同热化学环境下的解构    刘江燕

纸浆污泥纤维素酶水解糖化与增效工艺及机理的研究    吕健

稻草秸秆的预处理及生产乙醇的研究    孙万里

山东城市化发展战略对大气环境影响研究    王庆松

利用两种大型海藻制备生物能源的探索研究    冯大伟

腐乳发酵过程中大豆异黄酮组分的变化及理化性质的研究    周荧

Bacillus pumilus CN8菌株高效降解猪血Hb酶的分离纯化与降解机制探讨    李浩丽

荔枝皮原花青素的提取、纯化以及抗氧化活性研究    周玮婧

脆性水稻秸秆的生物预处理及发酵    刘晨娟

利用DNA体外重组技术构建高活性纤维素酶基因工程菌    潘海波

宣木瓜中齐墩果酸的提取分离及其抗氧化作用的研究    盛侠

玉米秸秆预处理及对发酵产氢效果影响研究    曾召刚

极低酸中稻壳水解特性及转化乙酰丙酸的实验研究    魏巍

产油脂酵母菌株的选育    孔凡敏

刺苦草根状茎淀粉理化特性研究及刺苦草即食粉研制    于少梅

稻草秸秆预处理实验研究    叶生梅;

长江大桥对城市跨江发展的影响    杨亮

用DNS光度法测定还原糖的条件研究    杨贵明;蒋爱华;薛秋生;

我国生物柴油原料来源的多样性探讨    王风芹;王艳颖;谢慧;宋安东;

里氏木霉摇瓶发酵产木聚糖酶培养条件的优化    魏瑛;童群义;李博;

棉纤维素辐射降解的后效应    宫宁瑞，常德华，张剑蓉，刘继华

论景观概念及其研究的发展    俞孔坚

姬松茸ω-6多不饱和脂肪酸对高血脂鼠的降血脂作用    张艳荣;单玉玲;李玉;

牧草、玉米青贮和作物秸秆营养价值的洗涤剂法评定    杨云贵,龙明秀,王莺,江中良

生物质炭基固体酸催化剂的制备    乌日娜;王同华;修志龙;郭峰;潘艳秋;银建中;

利用淀粉水解液发酵生产工程小球藻制备生物柴油    徐瀚;缪晓玲;吴庆余;

微波技术用于植物纤维素原料生产酒精的研究    朱圣东

生物质超低酸水解制取燃料乙醇的研究    庄新姝

利用玉米秸秆制取燃料乙醇的关键技术研究    陈明

近20年来豫境沿黄湿地景观格局变化研究    梁国付

城市郊区湿地公园规划理论与方法研究    李春玲

不同菌种对玉米秸秆处理利用的研究    高明军

福州城市与周边湿地景观格局动态变化及生态效应研究    胡敏

黑河湿地保护与开发利用研究    赵阿妮

城市公园湿地保护规划研究    韩阳

产结晶纤维素酶的嗜热菌鉴定和酶纯化及性质研究    吴窈画

酶制剂在玉米秸秆双菌种固态发酵生产微生物油脂中的应用    李新社;陆步诗;金双喜;

微生物油脂    李小松;余扬帆;

产油微生物的研究及其应用    易绍金;郑义平;

微生物发酵制备油脂的研究    墨玉欣;刘宏娟;张建安;陈晓辉;

紫外线诱变皮状丝孢酵母选育高产油脂菌株    李新社;陆步诗;邓孟桥;殷桃;胡墩柱;

纤维素酶研究进展    张杰;张晓东;孟祥梅;朱小玲;

纤维素酶水解玉米秸秆的影响因素研究    王娜娜;杨翔华;张全;姚秀清;

戊糖发酵产油酵母菌的筛选及油脂组成分析    惠丰立;张彩莹;褚学英;柯涛;陶爱丽;

斯达氏油脂酵母产油脂培养基及产油条件的优化    徐鑫;段仰凯;董晓宇;闫飞;杨秀山;

玉米秸秆稀酸水解时糠醛形成原因及影响因素    江滔;路鹏;李国学;

利用味精废水发酵生产微生物油脂的研究    薛飞燕;张栩;谭天伟;

重离子辐照粘红酵母诱变育种及其产油条件的优化    王菊芳;李仁民;马爽;李文建;

~(13)C标记玉米秸秆分解过程中有机碳变化规律研究    暴春平;郭岩彬;杨景娜;吴文良;孟凡乔;

不同加水量对玉米秸秆发酵酒精的影响    董惠钧;李华;贾士儒;

玉米秸秆双孢蘑菇冬种技术的研究与推广    孟丽;许桂芳;

玉米秸秆的饲料加工利用技术探析    侯方安;康云友;

利用玉米秸秆制备定向刨花板的研究    杨蕊;

长期施用玉米秸杆对黑土团聚体中腐殖质组成和性质的影响    陈辉;窦森;

玉米秸秆粉碎特性试验研究    胡建军;雷廷宙;张全国;吴创之;李在峰;

玉米秸秆颗粒燃料致密成型电耗测试    李在峰;雷廷宙;何晓峰;杨树华;

微生物油脂“渗”进百姓家    记者 邓洪涛　通讯员 黎苑楚

微生物油脂潜力大    施安辉

微生物油脂极具开发利用前途    

我科学家自主开辟微生物油脂新领域    记者 刘志伟

微生物油脂给产品穿上黄马褂    刘紫凌 曹波

玉米秸秆做温室：省钱效益高    乐亭县乐亭镇农业办 李世珍

广平4.5万亩秸秆变成饲料“罐头”    马永存、宁学玲、姜艳

13万亩玉米秸秆何时生金    本报记者 杨涛军

广平秸秆饲料“远嫁”韩国    记者 郑惠华通讯员 马永存 郝爱良

如何用玉米秸秆栽培平菇    本报记者 王丽瑗

玉米秸秆发酵生产酒精的研究    张强

基因重组大肠杆菌发酵糖枫木片热水抽提物水解液转化合成生物乙醇的研究    刘亭君

玉米秸秆保质贮存及水热反应处理提高可生化性方法的研究    孙优善

稀硝酸作用下玉米秸秆热水解及水解液生物酸化的研究    张蕊

生物质制备燃料乙醇预处理新技术研究    王晓娟

产油脂酵母菌的遗传改良和油脂的发酵生产    赵春海

微波辅助下木质纤维素降解与溶解过程的研究    牟莉

人乳脂替代品的评价模型建立及其酶法制备    邹孝强

砂姜黑土区小麦玉米一年两熟秸秆全量还田对夏玉米生育及产量影响研究    沈学善

生物质发酵制氢过程基础研究    李涛

玉米秸秆水解液发酵产微生物油脂    刘会影

玉米皮渣高密度发酵产微生物油脂研究    张贺

木薯生物炼制微生物油脂过程工艺研究    袁锦云

金属离子对皮状丝孢酵母油脂发酵的影响及玉米芯残渣生产微生物油脂    崔振阳

微生物油脂型润滑油基础油的制备及相关油脂摩擦学性能的初步探索研究    李凡正

产油脂酵母菌株的选育    孔凡敏

海洋胶红酵母菌TJY15a菌株产油脂的研究    李梅

高产PUFAs菌株的选育及其制备工艺的研究    何东平

高纯度生物柴油原料的微生物转化技术研究    冯冲

含糖废水发酵产微生物油脂的分离提取工艺    杨天喜