【摘 要】
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早春时期的南荻嫩茎含有丰富的营养成分,可以直接食用,也可以用于制作菜肴。成熟期的南荻茎叶含有丰富的木质纤维素组分,是一类很好的生物质资源。近年来,大量的造纸厂关闭,众多南荻秸秆无法继续被利用,不仅造成资源浪费,南荻茎叶的随意丢弃还会造成水体污染和生态的破坏。因此,利用南荻茎叶生产糖液,进而用于生物发酵领域,可为其产业化利用开辟一条新途径。本论文以甲酸法提取的南荻纤维素（下文简称南荻FA纤维素）为原
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早春时期的南荻嫩茎含有丰富的营养成分,可以直接食用,也可以用于制作菜肴。成熟期的南荻茎叶含有丰富的木质纤维素组分,是一类很好的生物质资源。近年来,大量的造纸厂关闭,众多南荻秸秆无法继续被利用,不仅造成资源浪费,南荻茎叶的随意丢弃还会造成水体污染和生态的破坏。因此,利用南荻茎叶生产糖液,进而用于生物发酵领域,可为其产业化利用开辟一条新途径。本论文以甲酸法提取的南荻纤维素（下文简称南荻FA纤维素）为原料,首先采用NaOH和H2O2溶液联合去甲酰化,以纤维素转化率为指标,确定去甲酰化工艺;其次对纤维素酶、β-葡萄糖苷酶和木聚糖酶进行单纯格子混料设计,确定复合酶的最佳配比;最后采用批次补料法进行高固液比酶解,最终制备出高葡萄糖含量的酶水解液。本论文主要研究结果如下:（1）采用了NaOH和H2O2对南荻FA纤维素进行协同处理,通过单因素试验,研究了NaOH浓度、H2O2浓度、反应温度和反应时间对南荻FA纤维素去甲酰化的影响,并确定最佳处理工艺为:NaOH浓度为2%、H2O2浓度为0.5%、反应温度70℃、反应时间1.5 h。通过去甲酰化工艺获得的南荻纤维素（下文简称南荻FA-BHP纤维素）,得率为93.87%,纯度为92.72%,其中半纤维素和木质素含量分别为3.19%和3.26%,甲酰基含量为0.51 mg/g。（2）采用单纯格子混料设计对纤维素酶、β-葡萄糖苷酶和木聚糖酶这三种酶进行复配优化,以葡萄糖含量（Y1）和纤维素转化率（Y2）为指标,得到模型:Y1=16.83[Cel]+4.99[β-Glu]+3.32[Xyl]+60.01[Cel][β-Glu]+66.82[Cel][Xyl]+4.32[β-Glu][Xyl];Y2=69.14[Cel]+20.49[β-Glu]+13.66[Xyl]+246.67[Cel][β-Glu]+274.61[Cel][Xyl]+17.55[β-Glu][Xyl]。经过中心点的验证,该方程具有可靠性,得到南荻FA-BHP纤维素酶解最佳复合酶配比为纤维素酶:β-葡萄糖苷酶:木聚糖酶=2:1:2时,南荻FA-BHP纤维素转化率为98.81%,水解液中葡萄糖含量为24.05 g/L。（3）通过研究不同初始固液比、不同酶添加量、不同补料时间、不同补料次数及不同酶添加方式对南荻FA-BHP纤维素酶水解的影响,确定了一种制备高浓度葡萄糖酶解液的补料工艺:酶解初始底物浓度10%,初次补料时间为酶解24 h,添加量为6%,补料4次,分批次添加酶,酶解120 h后葡萄糖浓度为130.08g/L。
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