CN103436568A - 一种藻渣降解液及其制备方法和应用 - Google Patents

一种藻渣降解液及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN103436568A
CN103436568A CN2013103287935A CN201310328793A CN103436568A CN 103436568 A CN103436568 A CN 103436568A CN 2013103287935 A CN2013103287935 A CN 2013103287935A CN 201310328793 A CN201310328793 A CN 201310328793A CN 103436568 A CN103436568 A CN 103436568A
Authority
CN
China
Prior art keywords
algae
residue
acid hydrolysis
hydrolysis solution
acidolysis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013103287935A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103436568B (zh
Inventor
咸漠
杨建明
任萌
冯红茹
孙超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology of CAS
Original Assignee
Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology of CAS filed Critical Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology of CAS
Priority to CN201310328793.5A priority Critical patent/CN103436568B/zh
Publication of CN103436568A publication Critical patent/CN103436568A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103436568B publication Critical patent/CN103436568B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明公开了一种藻渣降解液及其制备方法和应用，藻渣在浓酸的作用下酸解，用氢氧化钙中和至中性，再进行脱毒处理得到的降解液。该方法主要通过化学手段降解微藻藻渣，使所获得的酸解液具有发酵产生α-蒎烯和异戊二烯的能力。该方法作为一种废物资源化方法，可生产替代葡萄糖的低成本发酵原料。

Description

一种藻渣降解液及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种藻渣降解液及其制备方法和应用。
背景技术
目前，国内发酵工业上主要是以玉米、小麦等粮食淀粉为原料，存在成本高、原料供应有限的问题，同时亦可能会导致“与人畜争粮、与粮食争地”的不利局面。与粮食资源相比，我国存在丰富而廉价的可再生木质纤维素资源：如废弃农林废弃物等。微藻经过提油后的废弃藻渣亦是一种木质纤维素原料。其主要成份纤维素和半纤维素，不含木质素，经过水解预处理后大部分转化为可发酵性还原糖。废弃藻渣的应用研究主要是作为饲料或者污水处理剂，将藻渣作为可发酵性还原糖的原料生产生物基化学品目前还未见报道。
发明内容
本发明提供了一种藻渣降解液，是将藻渣在浓酸的作用下水解后，用氢氧化钙中和至中性，再进行脱毒处理得到的降解液。
本发明还提供可一种藻渣降解液的制备方法，是藻渣在浓酸的作用下酸解，用氢氧化钙中和至中性，再进行脱毒处理。
本发明所使用藻渣为微藻经过提油后得到的藻渣。
所述藻渣降解液的制备方法，步骤如下：
1）藻渣以料液比1：3-1：9在20%-34%浓硫酸作用下80℃-120℃酸解30-150分钟；
2）氢氧化钙将酸解液调至pH为中性；
3）向中和后的酸解液加入浓磷酸，调节pH至5.5±0.5，过滤去除磷酸钙沉淀得到上清液。
更进一步，所述藻渣降解液的制备方法，步骤如下：
1）藻渣以料液比1：5-1：9在30%-34%浓硫酸作用下80℃-100℃酸解60-120分钟；
2）氢氧化钙将酸解液调至pH为中性；
3）向中和后的酸解液加入浓磷酸，调节pH至5.5±0.5，过滤去除磷酸钙沉淀得到上清液。
优选地，所述藻渣降解液的制备方法，步骤如下：
1）藻渣以料液比1：7在30%浓硫酸作用下100℃酸解90分钟；
2）氢氧化钙将酸解液调至pH为中性；
3）向中和后的酸解液加入浓磷酸，调节pH至5.5，过滤去除磷酸钙沉淀得到上清液。
本发明还提供可一种藻渣降解液的应用，是将上述藻渣降解液作为可发酵性还原糖的应用。具体而言是将上述步骤3）得到的上清液作为培养基原料培养微生物。
本发明主要利用藻渣经过浓酸水解产生可发酵性还原糖，再通过脱毒处理增强发酵能力，产生可再生燃料，为替代石化资源寻找一种新的方式。
具体实施方式
实施例1
将藻渣进行粉碎，然后过60目筛子，过筛后的藻渣进行60℃烘干过夜。分别按照料液比1:3、1:5、1:7、1:9在80℃、20%硫酸浓度下酸解30min，最后按照酸解液中的葡萄糖浓度计算水解产率。结果见表1。
表1料液比对葡萄糖得率的影响
Figure BDA00003601015300021
实施例2
将藻渣进行粉碎，然后过60目筛子，过筛后的藻渣进行60℃烘干过夜。分别按照酸浓度20、23、26、30、33%为，在80℃、1:7料液比下酸解30min，最后按照酸解液中的葡萄糖浓度计算水解产率。结果见表2。
表2酸浓度对葡萄糖得率的影响
Figure BDA00003601015300022
实施例3
藻渣进行粉碎，然后过60目筛子，过筛后的藻渣进行60℃烘干过夜。分别按照酸解温度80、90、100、110、120℃下，在30%硫酸浓度、1:7料液比下酸解30min，最后按照酸解液中的葡萄糖浓度计算水解产率。结果见表3。
表3酸解温度对葡萄糖得率的影响
Figure BDA00003601015300023
Figure BDA00003601015300031
实施例4
藻渣进行粉碎，然后过60目筛子，过筛后的藻渣进行60℃烘干过夜。在30%硫酸浓度、1:7料液比、酸解温度100℃下分别酸解30、60、90、120、150min下，最后按照酸解液中的葡萄糖浓度计算水解产率。结果见表4。
表4酸解时间对葡萄糖得率的影响
实施例5
考察料液比、酸解时间、酸解温度、酸浓度四个因素的最优组合（表5），按照43正交试验表（表6）设计实验，最后按照酸解液中的葡萄糖浓度计算水解产率，结果见表7。
表5正交试验因素-水平表
Figure BDA00003601015300033
表6正交试验设计表
Figure BDA00003601015300034
Figure BDA00003601015300041
表7产糖优化结果表
Figure BDA00003601015300042
实施例6 酸解液脱毒处理
将酸解液用氢氧化钙进行中和处理，使其pH约为7左右，抽滤，留滤液，然后按照以下五种方式进行脱毒处理：
A.将滤液用氢氧化钙调节pH至10左右，再用H2SO4调节pH至5.0，按照1g/L的比例加入无水亚硫酸钠，加热至100℃沸腾15min，再按照10%（w/v）的比例加入活性炭，在40℃、200rpm条件下震荡1h，过滤，取上清，测糖待用。
B.在氢氧化钙中和后的酸解液中按照10%（w/v）的比例，然后在40℃，200rpm的条件下震荡1h，过滤，取上清，测糖待用。
C.将氢氧化钙中和后的酸解液用H2SO4调回至pH5.0，再按照10%（w/v）的比例加入活性炭，在40℃、200rpm条件下震荡1h，过滤，取上清，测糖待用。
D.将活化好的树脂（D301）按照料液比5:1加入至中和后的酸解液中，置于500ml三角瓶中密封，在24℃、120rpm调价下震荡12h，12后过滤，取上清测糖待用。
E.将中和后的酸解液加入浓磷酸，调节pH至5.5±0.5，过滤去除磷酸钙沉淀（实验室中可采用离心的方法除去沉淀），取上清，测糖待用。
最后将五种处理后的酸解液，用丙酮进行10倍稀释，进行气相色谱测定乙酸、糠醛和5-羟甲糠醛的含量，用SBA生物传感器进行葡萄糖含量测定。气相色谱采用HP-INNOWAX色谱柱，检测条件为：检测器：250℃；气化室：250℃；柱温：120℃保温3min，然后30℃/min升温至250℃，保温10min。实验结果如表8所示。
表8乙酸、糠醛和5-羟甲糠醛含量表
Figure BDA00003601015300051
实施例7  异戊二烯的发酵
分别取质粒PACY-MVAE-MVAS-Isp4和ptrc-low各5ul然后加入到E.coli的感受态细胞BL21（DE3）中，冰浴30min，热击90s，冰浴5min，加入450ul无抗性的LB液体培养基，放入37℃摇床中，180rpm震荡1h。筛选阳性单克隆，取震荡后的菌液100ul涂布于抗性（Cm+Amp，1‰）平板上，37℃培养箱中培养过夜。参见Yang,J.M.,et al.,EnhancingProduction of Bio-Isoprene Using Hybrid MVA Pathway and Isoprene Synthase in E-coli.Plos One,2012.7(4).
取扩培后的菌液按1%接种量接种至发酵培养基中，37℃，180rpm震荡，直至OD600达到0.6左右，加入IPTG至终浓度为0.5mM，然后培养条件转为30℃、180rpm震荡培养。
产物检测采用气相色谱检测。其中异戊二烯的检测条件为：气化室：100℃；检测器：50℃；柱温50℃恒温，Rt≈1.8min。发酵结果见表9。
表9异戊二烯发酵能力测试结果表
Figure BDA00003601015300061
实施例8  α-蒎烯的发酵
分别取质粒PACY-MVAE-MVAS-GPPS2-Pt30和ptrc-low各5ul然后加入到E.coli的感受态细胞BL21（DE3）中，然后冰浴30min，热击90s，冰浴5min，加入450ul无抗性的LB液体培养基，放入37℃摇床中，180rpm震荡1h。取震荡后的菌液100ul涂布于抗性（Cm+Amp，1‰）平板上，37℃培养箱中培养过夜。参见Yang,J.,et al.,Metabolic engineering of Escherichiacoli for the biosynthesis of alpha-pinene.Biotechnology for Biofuels,2013.6.
取扩培后的菌液按1%接种量接种至发酵培养基中，37℃，180rpm震荡，直至OD600达到0.6左右，加入IPTG至终浓度为0.5mM，然后培养条件转为30℃、180rpm震荡培养。产物检测采用气相色谱检测。
α-蒎烯的检测条件为：气化室：200℃；检测器：200℃；柱温：50℃保温0.5min，然后以4℃/min升温至70℃，再以20℃/min升温至250℃，保温10min，Rt≈3.5min。发酵结果见表10。
表10α-蒎烯发酵能力测试结果表
Figure BDA00003601015300062

Claims (8)

1.一种藻渣降解液，其特征在于，是将藻渣在浓酸的作用下水解后，用氢氧化钙中和至中性，再进行脱毒处理得到的降解液。
2.一种藻渣降解液的制备方法，其特征在于，藻渣在浓酸的作用下酸解，用氢氧化钙中和至中性，再进行脱毒处理。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤如下：
1）藻渣以料液比1：3-1：9在20%-34%浓硫酸作用下80℃-120℃酸解30-150分钟；
2）氢氧化钙将酸解液调至pH为中性；
3）向中和后的酸解液加入浓磷酸，调节pH至5.5±0.5，过滤去除磷酸钙沉淀得到上清液。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，步骤如下：
1）藻渣以料液比1：5-1：9在30%-34%浓硫酸作用下80℃-100℃酸解60-120分钟；
2）氢氧化钙将酸解液调至pH为中性；
3）向中和后的酸解液加入浓磷酸，调节pH至5.5±0.5，过滤去除磷酸钙沉淀得到上清液。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，步骤如下：
1）藻渣以料液比1：7在30%浓硫酸作用下100℃酸解90分钟；
2）氢氧化钙将酸解液调至pH为中性；
3）向中和后的酸解液加入浓磷酸，调节pH至5.5，过滤去除磷酸钙沉淀得到上清液。
6.权利要求2得到的降解液作为可发酵性还原糖的应用。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，步骤如下：
1）藻渣以料液比1：3-1：9在20%-34%浓硫酸作用下80℃-120℃酸解30-150分钟；
2）氢氧化钙将酸解液调至pH为中性；
3）向中和后的酸解液加入浓磷酸，调节pH至5.5±0.5，过滤去除磷酸钙沉淀得到上清液；
4）用步骤3）得到的上清液作为培养基原料培养微生物。
8.根据权利要求6所述方法，其特征在于，步骤如下：
1）藻渣以料液比1：5-1：9在30%-34%浓硫酸作用下80℃-100℃酸解60-120分钟；
2）氢氧化钙将酸解液调至pH为中性；
3）向中和后的酸解液加入浓磷酸，调节pH至5.5±0.5，过滤去除磷酸钙沉淀得到上清液；
4）用步骤3）得到的上清液作为培养基原料培养微生物。
CN201310328793.5A 2013-07-31 2013-07-31 一种藻渣降解液及其制备方法和应用 Active CN103436568B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310328793.5A CN103436568B (zh) 2013-07-31 2013-07-31 一种藻渣降解液及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310328793.5A CN103436568B (zh) 2013-07-31 2013-07-31 一种藻渣降解液及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103436568A true CN103436568A (zh) 2013-12-11
CN103436568B CN103436568B (zh) 2015-01-07

Family

ID=49690283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310328793.5A Active CN103436568B (zh) 2013-07-31 2013-07-31 一种藻渣降解液及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103436568B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105838741A (zh) * 2016-03-11 2016-08-10 青岛农业大学 一种利用花生壳降解糖发酵生产类异戊二烯化合物的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1109100A (zh) * 1994-03-24 1995-09-27 冯文义 一种酸水解植物纤维素的方法
US5562777A (en) * 1993-03-26 1996-10-08 Arkenol, Inc. Method of producing sugars using strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials
CN101613723A (zh) * 2009-07-24 2009-12-30 张羡信 利用含纤维素的废弃植物生产燃料乙醇的方法
CN102643935A (zh) * 2012-04-11 2012-08-22 宜宾丝丽雅股份有限公司 一种利用粘胶纤维生产过程中压榨废碱液制备木糖的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5562777A (en) * 1993-03-26 1996-10-08 Arkenol, Inc. Method of producing sugars using strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials
CN1109100A (zh) * 1994-03-24 1995-09-27 冯文义 一种酸水解植物纤维素的方法
CN101613723A (zh) * 2009-07-24 2009-12-30 张羡信 利用含纤维素的废弃植物生产燃料乙醇的方法
CN102643935A (zh) * 2012-04-11 2012-08-22 宜宾丝丽雅股份有限公司 一种利用粘胶纤维生产过程中压榨废碱液制备木糖的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王晓娟等: "木质纤维素类生物质制备生物乙醇研究进展", 《木质纤维素类生物质制备生物乙醇研究进展》 *
肖豪: "纤维素稀酸水解糖化工艺的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105838741A (zh) * 2016-03-11 2016-08-10 青岛农业大学 一种利用花生壳降解糖发酵生产类异戊二烯化合物的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103436568B (zh) 2015-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102286571B (zh) 一种清洁高效的制备木糖与l-阿拉伯糖的生产工艺
CN102173896B (zh) 中药渣污泥生产的生物有机肥及其生产方法
Molaverdi et al. Enhanced sweet sorghum stalk to ethanol by fungus Mucor indicus using solid state fermentation followed by simultaneous saccharification and fermentation
CN101161103A (zh) 一种发酵法制备豆渣可溶性膳食纤维的方法
CN103388018B (zh) 一种利用热榨花生粕制备发酵专用花生蛋白的方法
CN103255178A (zh) 一种农作物秸秆综合利用的方法
CN105777423A (zh) 利用秸秆和凹凸棒土发酵制备水产养殖/作物种植生物有机肥的制备方法
Dubis et al. Effect of different nitrogen fertilizer treatments on the conversion of Miscanthus× giganteus to ethanol
CN101608192B (zh) 一种利用玉米芯生产丁二酸的方法
Gandolfi et al. Hemp hurds biorefining: A path to green l-(+)-lactic acid production
CN105961839A (zh) 一种秸秆饲料的制备方法
CN103923843A (zh) 为提高活性炭品质而利用真菌预处理木糖渣的方法
KR20120073087A (ko) 당수율을 극대화시키는 바이오매스의 처리 방법 및 이에 사용되는 첨가제
CN104341535A (zh) 一种浒苔高值化提取方法
CN105483059A (zh) 一种利用菊粉进行双歧杆菌培养的方法
CN101624584A (zh) 一种内切型木聚糖酶的制备方法
CN103352016B (zh) 利用Alteromonas colwelliana A321发酵浒苔制备生物肥
CN100593572C (zh) 一种玉米秸秆类农林废弃物的新用途
CN102876735B (zh) 一种以秸秆为原料发酵生产丙酮、乙醇、丁醇的方法
CN101884998A (zh) 农作物秸秆能源/资源耦合利用技术
CN103088166B (zh) 一种利用浓香型固态白酒酒糟提取木糖的方法
CN103436568B (zh) 一种藻渣降解液及其制备方法和应用
CN102511650B (zh) 一种利用菊芋糟渣发酵生产蛋白饲料的方法
CN105111003A (zh) 一种液态有机肥及其制备方法
CN104017847A (zh) 一种芽孢杆菌发酵糖渣原料制备蛋白多肽的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant