纤维素酶水解小麦秸秆的酶解动力学

王兴吉 刘文龙 闫宜江

摘要：小麦秸秆粉末经过2%稀NaOH溶液蒸煮预处理后，投入纤维素酶进行水解反应，对水解反应条件进行了优化后显示：小麦秸秆悬浮溶液与纤维素酶混合反应30 h后检测还原糖含量，当投入纤维素酶量40 U/g，温度45 ℃，磷酸盐缓冲液调节pH值为4.5，小麦秸秆酶解效率最高，达到64.3%;同时试验证明NaCl和MgSO4对反应有促进作用;纤维素酶水解小麦秸秆的米氏常数Km和最大反应速度vmax分别为1.175 mg/L和0.221 mg/（h·L）。

关键词：小麦秸秆;预处理;纤维素酶;还原糖

中图分类号： TQ914.1  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）02-0309-03

我国是世界上秸秆产量最大的国家，年产量近7亿t，其中小麦秸秆占总秸秆数量的一半以上[1]。伴随粮食丰收之后的大量秸秆的处理一直是每年都要面临的重要议题，而传统的焚烧处理不仅造成了资源的浪费，更是对环境造成了严重污染[2]。秸秆作为一种可再生资源，对它合理利用将会产生巨大的经济效益和环境效益，具有重大的开发和研究价值，近年来经过研究人员不断探索，已经开发出饲料添加、造纸原料、无机肥原料、生物发酵等处理方法[3-4]，这些方法开发了秸秆利用的新途径，但是因为应用面狭窄、产值不高等问题，造成只能开发局部而不能普及于广大小麦产区。

近年来随着酶工程的快速发展，纤维素酶已经能够工业化大量生产，这为小麦秸秆的深层次开发提供了一种重要工具。纤维素酶作为一种复合酶，能够将小麦秸秆中的主要成分纤维素水解为还原糖[5]。通过水解反应，1 t纤维素完全水解后可生产1.1 t葡萄糖，而糖作为一种基础生物化工原料，广泛应用于发酵、有机合成、食品添加、饲料添加等行业，是一种高附加值的原料。……