玉米秸秆酶水解过程中的酶复配条件优化

摘要 降低酶解成本是纤维素乙醇生产的关键。利用酶复配技术优化蒸汽爆破处理后玉米秸秆的酶水解工艺条件, 以提高纤维素的转化率。通过单因素实验和正交实验, 研究了纤维素酶、木聚糖酶和β-葡萄糖苷酶对酶解效率的影响规律。结果表明, 汽爆玉米秸秆, 纤维素含量达42.21%, 半纤维素仅为3.65%。纤维素酶对酶解过程起决定性作用, 添加40 FPU/g时, 酶解率为75.45%；木聚糖酶可促使更多的纤维素暴露出来, 添加1 500 IU/g时, 酶解率最高为78.03%；β-葡萄糖苷酶有助于消除纤维二糖积累造成的反馈抑制, 用量40 IU/g时, 纤维二糖浓度为0.330 4 g/100 mL, 酶解率达76.45%。正交实验确定最佳工艺为：纤维素酶用量30 FPU/g, 木聚糖酶用量800 IU/g, β-葡萄糖苷酶用量40 IU/g；该条件下, 进行底物质量浓度25％的验证实验, 葡萄糖达9.3 g/100 mL, 若用单一天冠纤维素酶, 葡萄糖仅5.9 g/100 mL, 提高了57.63%。三种酶的影响顺序为：纤维素酶>木聚糖酶>β-葡萄糖苷酶