竹屑粉水解参数优化及酪丁酸梭菌Δack发酵产丁酸性能  

作　　者：李心语 林玥莹 吴雪玲 王敏奇[1] 

机构地区：[1]浙江大学动物科学学院,浙江杭州310058 [2]安吉县灵峰寺林场,浙江安吉313300

出　　处：《中国畜牧杂志》2024年第11期305-314,共10页Chinese Journal of Animal Science

基　　金：安吉县竹产业科技创新(产学研)研发项目(202212)。

摘　　要：本试验以竹屑粉为原料,通过单因子试验和响应面分析法探究了温度、酶比例(纤维素酶/β-葡萄糖苷酶)、酶量和反应时间对竹屑粉酶水解获取总还原糖的影响,碱浓度、反应时间和温度等碱预处理反应条件对竹屑粉酶解效果的影响,进而通过单因子试验和正交法优化了碱预处理后酶水解竹屑粉的反应条件。结果表明:酶水解竹屑粉的最佳工艺参数为温度64℃、酶比例1:2、时间42 h、酶量59 U,所得总还原糖得率达51.06%,糠醛含量为15.38 mg/L;氢氧化钠预处理竹屑粉的最优参数为温度124℃、处理时间2 h、碱浓度6.2%;碱预处理后酶水解的最佳工艺参数为温度65℃、酶量60 U(纤维素酶20 U、β-葡萄糖苷酶40 U)、处理时间42 h,所得总还原糖得率达60.13%,糠醛含量为10.42 mg/L。在此基础上,应用乙酸激酶基因(Acetatekinase,ack)缺失酪丁酸梭菌(Clostridium tyrobutyricum,CtΔack),以竹屑粉水解液和葡萄糖为碳源进行补料批次发酵,所得到的丁酸浓度分别为46.37 g/L和45.83 g/L,得率分别为0.36 g/g和0.45 g/g。由此可见,采用碱预处理后酶水解竹屑粉可获得高浓度还原糖、低糠醛的水解液,直接用于CtΔack发酵,所产丁酸得率与以葡萄糖为碳源相当,为竹屑粉这一低值废弃生物质增值转化为微生物生产丁酸的低成本碳源提供了科学依据。

关 键 词：竹屑粉 水解 酪丁酸梭菌 发酵 丁酸 

分 类 号：S816[农业科学—饲料科学]