超声辅助有机酸预处理玉米芯复合酶解工艺优化

doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.05.030

湖北农业科学 ›› 2024, Vol. 63 ›› Issue (5): 168-174.doi: 10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.05.030

超声辅助有机酸预处理玉米芯复合酶解工艺优化

于德涵, 朱颖怡, 黎莉, 武海玲

绥化学院食品与制药工程学院,黑龙江绥化 152061

收稿日期:2022-10-13 出版日期:2024-05-25 发布日期:2024-06-04
作者简介:于德涵（1982-）,男,黑龙江绥化人,讲师,硕士,主要从事活性物质的分离与应用开发研究,（电话）18245528558（电子信箱）yudehan@163.com。
基金资助:
黑龙江省大学生创新创业训练计划项目（202110236017）; 黑龙江省教育厅基本科研业务费项目（YWK10236210231）

Optimization of ultrasonic-assisted compound enzymatic hydrolysis process of corncob pretreated with organic acid

YU De-han, ZHU Ying-yi, LI Li, WU Hai-ling

School of Food and Pharmaceutical Engineering, Suihua University, Suihua 152061, Heilongjiang, China

Received:2022-10-13 Published:2024-05-25 Online:2024-06-04

摘要/Abstract

摘要： 为破坏玉米芯木质纤维素的紧密结构以利于酶解、发酵,先通过筛选试验确定最适有机酸及其浓度;再以复合酶解试验确定最佳玉米芯水解酶组成及配比;最后通过响应面试验优化最佳预处理工艺。结果表明,以10%的马来酸对玉米芯预处理后酶水解的最优工艺为料液比25∶1、超声功率310 W,在71 ℃条件下超声处理34 min,处理后残余物用纤维素酶、β-葡萄糖苷酶和木聚糖酶（1∶2∶1）在pH 4.8、50 ℃条件下复合酶解48 h。此条件下还原糖得率达34.49%,接近玉米芯中纤维素含量,证明了该预处理酶解工艺稳定、可靠,可为玉米芯发酵生产燃料乙醇提供前期技术支持。

关键词: 超声辅助, 有机酸预处理, 玉米芯, 酶解, 工艺优化

Abstract: The purpose was to destroy the tight structure of corncob lignocellulose for enzymatic hydrolysis and fermentation. The optimum organic acid and its concentration were determined by screening experiment firstly. Then the optimal composition and ratio of hydrolases for corncob were determined by compound enzymatic hydrolysis experiment. Finally, the optimal pretreatment process was optimized by response surface experiment. The results showed that the optimum process of enzymatic hydrolysis of corncob pretreated with 10% maleic acid was as follows： the liquid-solid ratio of 25∶1,ultrasonic power of 310 W, and ultrasonic treatment time of 34 min at 71 ℃, and the residue was hydrolyzed with cellulase, β-glucosidase and xylanase （1∶2∶1） for 48 h at pH 4.8 and temperature 50 ℃. Under this condition, the yield of reducing sugar was 34.49%,which was close to the cellulose content in corncob. The method was proved to be stable and reliable,and could provide preliminary technical support for ethanol production from corncob by fermentation.

Key words: ultrasonic-assisted, organic acid pretreatment, corncob, enzymatic hydrolysis, process optimization

中图分类号:

TS210.9

于德涵, 朱颖怡, 黎莉, 武海玲. 超声辅助有机酸预处理玉米芯复合酶解工艺优化[J]. 湖北农业科学, 2024, 63(5): 168-174.

YU De-han, ZHU Ying-yi, LI Li, WU Hai-ling. Optimization of ultrasonic-assisted compound enzymatic hydrolysis process of corncob pretreated with organic acid[J]. HUBEI AGRICULTURAL SCIENCES, 2024, 63(5): 168-174.

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Optimization of ultrasonic-assisted compound enzymatic hydrolysis process of corncob pretreated with organic acid

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