粘土及粘土-聚吡咯纳米复合材料固定化纤维素酶的研究

第一章绪论 (1)

1.1纤维素酶概述 (1)

1.1.1纤维素酶的来源及其工作原理 (1)

1.1.2纤维素酶的应用领域 (1)

1.1.3游离纤维素酶应用中存在的问题 (3)

1.2酶的固定化技术 (3)

1.2.1酶的固定化概述 (3)

1.2.2固定化方法 (3)

1.2.3固定化纤维素酶的研究进展 (4)

1.3固定化酶常见载体 (5)

1.3.1无机载体 (5)

1.3.2有机载体 (6)

1.3.3无机-有机复合载体 (7)

1.3.4新型载体 (7)

1.4选题意义及研究内容 (8)

1.4.1选题意义 (8)

1.4.2研究内容 (8)

第二章蒙脱土固定化纤维素酶的制备及其性能 (10)

2.1引言 (10)

2.2实验部分 (10)

2.2.1主要实验试剂 (10)

2.2.2主要实验设备 (11)

2.2.3缓冲溶液的配制[67] (12)

2.2.4蛋白含量的测试方法[67,68] (13)

2.2.5纤维素酶活性的测试方法 (14)

2.2.6蒙脱土固载酶的制备 (16)

2.2.7分析与表征 (17)

2.2.8蒙脱土固载酶酶学性能的测定 (17)

2.3结果与讨论 (18)

2.3.1蒙脱土固载酶的表征 (18)

2.3.2蒙脱土固载酶最适pH的研究 (21)

2.3.3蒙脱土固载酶最适温度的研究 (21)

2.3.4蒙脱土固载酶热稳定性的研究 (22)

2.3.5蒙脱土固载酶重复使用 (23)

2.3.6蒙脱土固载酶水解秸秆 (24)

2.4本章小结 (25)

第三章坡缕石固定化纤维素酶的制备及其性能 (26)

3.1引言 (26)

3.2实验部分 (27)

3.2.1实验试剂 (27)

3.2.2实验设备 (27)

3.2.3缓冲溶液的配置 (27)

3.2.4蛋白含量的测试方法 (27)

3.2.5纤维素酶活性的测试方法 (27)

3.2.6坡缕石固载酶的制备 (27)

3.2.7分析与表征 (28)

3.2.8坡缕石固载酶酶学性能的测定 (28)

3.3结果与讨论 (29)

3.3.1坡缕石固载酶的表征 (29)

3.3.2坡缕石固载酶最适pH的研究 (31)

3.3.3坡缕石固载酶最适温度的研究 (31)

3.3.4坡缕石固载酶热稳定性的研究 (32)

3.3.5坡缕石固载酶重复使用性 (33)

3.3.6坡缕石固载酶水解秸秆 (35)

3.4本章小结 (35)

第四章聚吡咯/坡缕石固定化纤维素酶的制备及其性能 (36)

4.1引言 (36)

4.2实验部分 (36)

4.2.1实验试剂 (36)

4.2.2实验设备 (37)

4.2.3缓冲溶液的配制 (37)

4.2.4蛋白含量的测试 (37)

4.2.5纤维素酶活性的测定 (37)

4.2.6聚吡咯/坡缕石固载酶的制备 (37)

4.2.7分析与表征 (38)

4.2.8聚吡咯/坡缕石固载酶酶学性能的测定 (38)

4.3结果与讨论 (38)

4.3.1聚吡咯/坡缕石固载酶的表征 (38)

4.3.2聚吡咯/坡缕石固载酶的最适pH的研究 (41)

4.3.3聚吡咯/坡缕石固载酶的最适温度的研究 (41)

4.3.4聚吡咯/坡缕石固载酶的热稳定性 (42)

4.3.5聚吡咯/坡缕石固载酶的重复使用性 (43)

4.3.6聚吡咯/坡缕石固载酶水解秸秆 (44)

4.4本章小结 (44)

结论 (45)

参考文献 (46)

在学期间的研究成果 (51)

致谢 (52)

桂林理工大学硕士学位论文

第一章绪论

1.1纤维素酶概述

纤维素酶是一种复合酶，是将纤维素降解成单糖的多组酶系的总称，包括：内切葡萄糖苷酶(endo-1,4-β-D-glucanase,EC3.2.1.4),从真菌中获得的简称EG，从细菌中获得的简称Cen；外切葡聚糖苷酶(exo-1,4-β-D-glucannase,EC3.2.1.91)，从真菌中获得的简称CBH，从细菌中获得的简称Cex；β-葡聚糖苷酶(β-1,4-glucosidase,EC3.2.1.21)，简称BG又称纤维二糖酶[1,4]。纤维素酶自20世纪初被发现起就备受关注，研究发现纤维素酶可以在多个领域中应用，例如：食品工业、造纸业、纺织业、饲料业、能源方面等。

1.1.1纤维素酶的来源及其工作原理

纤维素酶的来源很多，可从真菌、细菌等微生物中获得，也可从一些低阶生物的分泌物中获得，如原生动物、软体动物和昆虫等[2]。但是，从不同物种中获得的纤维素酶的性能却相差很大，外界的温度、酸碱度、离子浓度、底物浓度等因素对不同种类的纤维素酶的影响不尽相同。通常工业上生产纤维素酶大多由微生物发酵。迄今为止，对于纤维素酶的研究，国内外已经发表了很多相关的论文，主要探索和改变纤维素酶的相关结构、性质等来使其具有更全面、更高效的性能。

为了获知纤维素酶的催化机理，学者们进行了大量的实验和论证。普遍认为，内切葡聚糖苷酶和外切葡聚糖苷酶都能将长链纤维素分解成短链纤维素，前者是通过作用长链纤维素内部非结晶区，使纤维素内部出现大量的非还原性末端。后者是通过作用纤维素结晶区，使得长链纤维素分解成多个不定形纤维素，同时它还能将具有非还原性末端的断链纤维素分解成纤维素糊精、纤维二糖、纤维三糖等小分子物质。β-葡聚糖苷酶是将上述两者的产物分解成葡萄糖。综上所述，纤维素酶水解纤维素产出葡萄糖是通过其内部各组成酶协同作用的结果[3~7]。

1.1.2纤维素酶的应用领域

由于纤维素酶水解纤维素时具有反应温和、催化效率高、专一性强、绿色环保等优异性质，使之倍受研究者和工业界的关注，它可以广泛应用于食品加工、造纸、纺织、饲料、能源等领域。