酶水解半纤维素过程中反应参数影响分析开题报告

1. 研究目的与意义

21世纪，资源和环境问题日益严峻，节省资源和开发新型资源则成为了当今解决问题的关键。节约资源需要全体社会的参与，是一项耗时长久且的艰巨任务，故开发新型资源则成为了目前解决资源问题的一种极佳方案。

纤维素是自然界中存在最为广泛的一类碳水化合物，也是地球上最为丰富、最廉价的可再生资源，绝大多数由绿色植物的光合作用合成，据粗略统计，全球每年产生的植物生物量高达1.14×10¹²t，其中纤维素的含量约占总量的百分之五十，然而这类资源并没有被工业化的合理利用，造成大量的浪费。所以如今加强开发纤维素类资源是一项极有前途的工作。

纤维素物质是一个潜在的物质资源宝库，它是人类未来的能量、食物和化学原料的重要来源。纤维素物质主要由纤维素、半纤维素等多糖成分及木质素组成，它们的大致比例为4：3：3。许多农林废弃物,例如玉米秸秆、麦秆和稻秆等都富含半纤维素物质。木聚糖是半纤维素的重要组成部分，由β-d-木吡喃糖以1→4键连接，占植物细胞干重的35%。一些木聚糖常含有少量其他的糖，如l－阿拉伯糖、d－葡萄糖、d－半乳糖、d－甘露糖、d－葡萄糖醛酸和d-半乳糖醛酸等，它们常以接枝的方式形成支链。木聚糖溶于稀碱中，可与纤维素分开。也是自然界继纤维素之后含量第二的可更新多糖。在阔叶材和一年生禾本科植物中木聚糖占原料干重的20～35%，在针叶材中木聚糖的含量较少，一般为干重的7～10%。

2. 研究内容和预期目标

技术要求：学会木聚糖酶水解反应操作、产物分析、反应条件优化等

设计条件：木质纤维素是世界上分布较多的一种可再生资源，利用木质纤维素生产能源或相关化学品目前已得到世界各国的高度重视。其中木聚糖是木质纤维素的重要组成部分，利用木聚糖生产的低聚木糖在功能食品、医药及保健品领域有广泛应用。目前低聚木糖主要依靠酶水解来生产,但生产成本偏高。本研究考察不同影响因素对木聚糖酶水解玉米芯中的木聚糖生产低聚木糖的影响，筛选出最适宜的酶反应参数。

工作要求：分析不同反应参数木聚糖酶活对玉米芯中木聚糖降解影响，分析不同木聚糖酶活对水热法预处理后木聚糖液降解的影响，获得有利于产低聚木糖的最低酶用量。

3. 研究的方法与步骤

3．本课题拟采用的研究方法、步骤

1．实验材料

底物：玉米芯、半纤维素水解液

4. 参考文献

1. deshpande, v.; lachke,a.; mishra, c.; keskar, s; rao, m. mode of action and properties of xylanaseand a-xylosidase from neurospora crassa. biotechnol. bioeng. 1986, 28, 1832-1837.

2.chu, c. h.;sakiyama, t.; yano, t. ph-sensitive swelling polyelectrolyte complex gelprepared from xanthan and chitosan. biosci. biotechnol. biochem. 1995, 59,717-719.

3.yan, l., zhang, l.,yang, b. 2014. enhancement of total sugar and lignin yields through dissolutionof poplar wood by hot water and dilute acid flowthrough pretreatment.biotechnology for biofuels, 7(1), 76.

5. 计划与进度安排

1、2022年12月25日2022年3月1日 查阅文献，根据任务书书写开题报告，制定实验方案，翻译外文文献；

2、2022年3月2日2022年3月10日 准备酶水解反应材料，熟悉摇床操作；

3、2022年3月11日2022年4月22日 酶水解反应、参数优化、产物分析；