روش های مختلف پیشتیمار برای مواد لیگنوسلولزی گوناگون بررسی شده که شامل: پیشتیمار فیزیکی (خرد کردن مکانیکی، اکستروژن، استفاده از اشعه با انرژی بالا)، پیشتیمار شیمیایی (پیشتیمار اسیدی، پیشتیمار قلیایی، پیشتیمار ازن، حلال های آلی، مایعات یونی)، پیشتیمار فیزیکی- شیمیایی (پیشتیمار انفجار توسط بخار، آب داغ مایع، انفجار فیبر توسط آمونیاک، اکسیداسیون مرطوب و انفجار توسط دی اکسید کربن فوق بحرانی) و زیستی می گردد. در این پایان نامه از باگاس نیشکر و شلتوک برنج برای هیدرولیز آنزیمی استفاده شده است و از بین پیشتیمارهای مختلف موجود مواد لیگنوسلولزی، یک پیشتیمار فیزیکی (پیشتیمار با آسیاب گلوله ای) و یک پیشتیمار شیمیایی (پیشتیمار با مواد قلیایی) برای باگاس نیشکر و پیشتیمار گرمایی، اسیدی و قلیایی برای شلتوک برنج انتخاب گردید. در ابتدا تأثیر زمان، ph، دما، غلظت آنزیم، اندازه ی ذره و غلظت باگاس در هیدرولیز آنزیمی بررسی گردید. نتایج آزمایش ها نشان داد که فرایند هیدرولیز در زمان 11 ساعت، ph 5، در دمای 50 درجه سانتیگراد ، غلظت آنزیم 20 fpu بر گرم باگاس، غلظت باگاس 20 گرم در لیتر و اندازه ذرات باگاس بالای مش 40 بهترین بازدهی را به همراه داشته است. تاثیر آسیاب گلوله ای برای پیشتیمار باگاس نیشکر در شرایط مختلف با هم مقایسه شد و شرایط بهینه مربوط به 50 گرم باگاس به همراه 20 گوی سرامیکی با قطر 4/3 و20 گوی سرامیکی با قطر 3/2 سانتیمتر و به مدت 4 ساعت با سرعت 35 دور در دقیقه، می باشد. بیشترین بازده قند تولید شده (در شرایط بهینه) برای غلظت 20 گرم در لیتر باگاس نیشکر قبل از پیشتیمار و باگاس پیشتیمار شده به ترتیب 587/25 و 105/41 درصد می باشد. در این تحقیق روش ترکیب مرکزی(ccd) از بین روش های مختلف پاسخ سطحی (rsm) برای طراحی آزمایش ها و بهینه سازی پیشتیمار قلیایی باگاس نیشکر و پیشتیمار قلیایی- اتوکلاو شلتوک برنج به کار گرفته شد. حالت بهینه ی باگاس پیشتیمار شده، غلظت باگاس20 گرم در لیتر، غلظت naoh 46/1 درصد (وزنی/حجمی)، زمان 7/78 دقیقه و دمای 15/77 درجه سانتیگراد توسط ccd بهینه سازی شد. حالت بهینه ی شلتوک پیشتیمار شده، غلظت شلتوک 9/35 گرم در لیتر، غلظت naoh 55/3 درصد (وزنی/حجمی) و زمان 86/58 دقیقه توسط ccd بهینه سازی شد. بیشترین بازده قند تولید شده برای باگاس نیشکر و شلتوک برنج قبل از پیشتیمار و باگاس و شلتوک پیشتیمار شده به ترتیب 58/25، 26/10، 53/95 و 51/63 درصد می باشد. همچنین تأثیر پیشتیمار به وسیله sem، ftir و xrd بررسی شد.

پروتئازها گروهی از پروتئین ها هستند که در زیر گروه هیدرولازها و گروه اصلی آنزیم ها قرار گرفته اند. آنزیم های پروتئولیتیک مهم ترین آنزیم ها در میان آنزیم های تجاری هستنداستفاده از این آنزیم ها در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی، دارو، چرم، شوینده و ... به سرعت رو به افزایش است.در مطالعه حاضر تولید پروتئاز قلیایی تحت تخمیر غوطه ور با استفاده از پساب صنعتی مورد بررسی قرار گرفت و از bacillus sp. pttc1538 برای تولید آنزیم پروتئاز قلیایی استفاده شد. شربت ذرت خیسانده (csl) یک محصول جانبی خیساندن مرطوب ذرت است و بسیاری از ترکیبات مهم و ریز مغذی ها جهت رشد میکروارگانیسم را داراست. در واقع پساب به عنوان منبع کربن و نیتروژن در نظر گرفته شد و از سبوس گندم ( g/l 6) و عصاره مخمر (g/l 2) جهت بهبود تولید آنزیم استفاده شد. به این ترتیب با بهره گیری از پساب و ضایعات کشاورزی هزینه های محیط تولید تا حد زیادی کاهش پیدا کرد. علاوه بر منبع کربن و نیتروژن تولید آنزیم پروتئاز قلیایی به شدت تحت تاثیر پارامترهای فیزیکی مانند زمان، دما، ph، اندازه مایه تلقیح و دور انکوباسیون قرار دارد. بنابراین اثر این پارامترها نیز مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت بیشترین تولید آنزیم بعد از 72 ساعت با ph اولیه ی 8 و 5% مایه تلقیح و انکوباسیون در دور rpm 150 و دمای °c 37 بدست آمد. در نهایت به دلیل اثر تثبیت کننده ی یون کلسیم روی تولید آنزیم اثر این ماده نیز مورد بررسی قرار گرفت و به این ترتیب حداکثر فعالیت آنزیم u/ml 7/100 تولید شد. در نهایت خواص آنزیم پروتئاز تولیدی مانند دما و ph بهینه فعالیت، پایداری ph و پایداری حرارتی آنزیم هم مورد بررسی قرار گرفت.