合成有机高分子载体固定化木聚糖酶水解半纤维素研究开题报告

1. 研究目的与意义

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，木聚糖与纤维素结合，普遍存在于植物细胞壁中，是由d-木糖通过β-1,4连接而成的产物,是木质纤维素的重要组成部分,在玉米芯、甘蔗渣中含量丰富。木聚糖是半纤维素中主要的结构形式，由β-d-木吡喃糖以1→4键连接。木聚糖是植物细胞中半纤维素的主要成分，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。木聚糖与强酸共热水解，是工业上制备糠醛的方法。在稀酸中水解，得木糖，是制备木糖醇的主要原料。是一种丰富的生物质资源.。用木聚糖生产的低聚木糖在功能食品、医药及饲料领域有广泛应用。

玉米芯成分是纤维素(32%～36%)、半纤维素(35%～40%)、木质素(13.1%)以及少量灰分、果胶和含氮化合物等［24，25］ 。纤维素是由d-葡萄糖以β-1，4糖苷键组成的大分子多糖，每个纤维素分子大约由500～10000个葡萄糖分子组成，纤维素分子排列在一起以聚集态存在，其晶体结构阻碍纤维素降解。半纤维素一般由较短高度分枝的杂多糖链组成，聚合度较低，比较容易降解成单糖．木质素结构是一种复杂的酚类聚合物，很难分解，无法形成发酵性糖类，它与纤维素和半纤维素交联在一起，降低了纤维素酶与纤维素的接触．通过固定化提高分析木聚糖降解生产木糖和低聚木糖的效率,并降低酶用量。

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、酶的固定化等

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，利用木聚糖生产的木糖和低聚木糖在食品、医药及保健品领域有广泛应用。目前木糖及低聚木糖主要依靠游离酶水解来生产,但生产成本偏高。本研究通过合成有机高分子为载体对木聚糖酶进行固定化，考察并分析合成有机高分子载体固定化酶对玉米芯中的木聚糖降解生产木糖和低聚木糖的效率，以降低木聚糖酶用量。

工作要求：分析游离木聚糖酶及合成有机高分子固定化木聚糖酶对玉米芯中木聚糖降解的影响，分析合成有机高分子固定化木聚糖酶的效率及使用寿命，以降低酶的用量。

一、 查阅文献，写出开题报告（第1-2周）

3. 研究的方法与步骤

1.1实验材料

底物：半纤维素水解液 酶：木聚糖酶c 木聚糖酶d

反应器：摇床

4. 参考文献

1. ming-qi liu, xian-jun dai, rong-fa guan, xin xu, 2014. immobilization of aspergillus niger xylanase a on fe3o4-coated chitosan magnetic nanoparticles for xylooligosaccharide preparation. catalysis communications, 55, 6–10.

2.陈建龙, 祁建城, 曹仪植, 郭　勇, 段惠丽, 2006.固定化酶研究进展. 化学与生物工程.23, 7-9.

5. 计划与进度安排

1、2022年1月1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、产物分析、合成有机高分载体固定化酶；