| 题名 | 魔芋全株汽爆炼制及其废弃物发酵丁醇的研究; Bio-refinery of the whole Amorphophallus konjac by steam explosion and butanol fermentation using konjac waste |
| 作者 | 邵梅雪 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2015-05 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 陈洪章 |
| 关键词 | 魔芋 生物炼制 汽爆 废弃物 丁醇发酵 |
| 学位专业 | 生物化工 |
| 中文摘要 | 魔芋，多年生草本植物，是天然葡甘聚糖最主要的来源，在中国的种植面积位于世界前列。目前以魔芋为原料的产业局限于魔芋葡甘聚糖的生产，产品单一，产业技术落后，对于魔芋资源的综合开发利用十分欠缺。本论文以魔芋全株为原料，系统建立了魔芋全株资源综合利用的生物炼制路线。论文主要研究内容如下： （1）建立了魔芋块茎汽爆炼制魔芋粉的方法，制备得到满足农业部NY/T 494-2010 I级标准的魔芋粉，确定最佳汽爆处理强度为140 oC，5 min。针对新鲜魔芋易褐变和易溶胀的特点，优化并确定了亚硫酸钠乙醇结合浸泡的加工预处理方法。 （2）实现了魔芋飞粉中生物碱和神经酰胺活性物质的提取，确定以乙醇为溶剂提取魔芋飞粉生物碱的最佳提取时间为8 h；优化得到魔芋飞粉神经酰胺的提取条件为固液比1:8，乙醇浓度85%，提取温度80 oC，最佳提取率为1.68%。 （3）探索了魔芋飞粉作为碳源进行生物丁醇发酵的可行性，确定分步糖化发酵方式下添加β-甘露聚糖酶可得到最佳发酵结果。证明了分步糖化发酵方式在飞粉丁醇发酵上的优势，经分步糖化发酵后ABE总溶剂产量可达10.95 g/L，其中丁醇产量为7.10 g/L，产率为0.30 g/L/h，高于同步糖化发酵下总溶剂浓度6.64 g/L。魔芋飞粉相比于木质纤维素资源结构简单无需额外进行预处理，是一种良好的丁醇发酵原料。 （4）证实了生物碱的提取对飞粉发酵丁醇具有一定的促进作用。飞粉中生物碱含量下降，发酵产物中丁醇及总溶剂的浓度升高，发酵周期缩短。 （5）研究了魔芋栽培废弃物及加工废弃物的酶解性能。利用纤维素酶分别对栽培废弃物不同部位进行酶解，证明魔芋叶的酶解率高于茎；比较了加工废弃物魔芋皮在不同汽爆条件预处理后的酶解效果，结果表明魔芋皮经1.5 MPa，5 min汽爆处理后酶解率最高可达到97.78%，相比于未汽爆提高了27.12%。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-05-03 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/20298]  |
| 专题 | 过程工程研究所_研究所（批量导入） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 邵梅雪. 魔芋全株汽爆炼制及其废弃物发酵丁醇的研究, Bio-refinery of the whole Amorphophallus konjac by steam explosion and butanol fermentation using konjac waste[D]. 中国科学院研究生院. 2015. |
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