里氏木霉利用甘蔗浆产纤维素酶培养条件的优化开题报告

1. 研究目的与意义

随着化石燃料等不可再生资源的日益枯竭,人们将目光逐渐转移到可再生资源上,很多国家都将生物酒精等作为替代性能源。木质纤维素作为光合植物的主要成分,包括纤维素、半纤维素和木质素等多种化学组分,其中纤维素含量最高。纤维素不溶于水，其分子量介于5万～40万道尔顿，大致相当于300～2500个葡萄糖残基。纤维素的基本结构单位为纤维二糖，它是由葡萄糖分子β-1,4糖苷键连接而成。如果把纤维素转化成葡萄糖，这对缓解世界粮食危机，改善人类生活水平以及固体废弃物资源化具有不可估量的价值。木质纤维素含有较多的木质素成分, 很难用纤维素酶直接高效地将其中含有的粗纤维降解成可发酵性糖 , 因此有必要对其进行预处理, 其中稀酸法处理效果较好。经过稀酸处理后, 粗纤维中的大部分半纤维素被水解成糖,剩下的残渣中含有大量纤维素和木质素。在此基础上, 结合纤维素酶糖化处理, 可以进一步促进从原料到可发酵性糖的转化, 最终提高还原糖的总得率。因此研究富含纤维素的原料的纤维素酶的制备和水解特性，可为这些残渣的高效利用提高理论参考。

2. 国内外研究现状分析

国外对纤维素酶的研究有近40多年的历史，我国对纤维素酶的研究和生产也已开展了广泛的研究，大多数采用固体发酵。在酿酒工业中，利用纤维素酶对纤维素的降解作用，可以将高粱、小麦等原料淀粉中3%左右的纤维素和半纤维素转化成可发酵性糖，使原料的可利用碳源增加，进而提高出酒率。在发酵工业上利用木质纤维素的路线有两条，一是物理法预处理酶解、发酵，二是酸解、发酵。由于酸解对工艺条件和生产设备要求苛刻，成本高昂，至今未能在发酵工业中形成规模。利用里氏木霉等纤维素酶产生菌生产纤维素酶，可分解经过处理的纤维素类材料并达到良好的效果。

目前纤维素酶的应用还主要集中在微生物纤维素酶的应用上。现在纤维素酶已被广泛地应用于食品、酿酒、饲料加工、纺织、洗衣、农业等多个领域中。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

随着石化燃料由短缺变枯竭，能源是人类面临的共同问题。如果把纤维素转化成葡萄糖，这对缓解世界粮食危机，改善人类生活水平以及固体废弃物资源化具有不可估量的价值。纤维素酶的特异性高，反应条件比较温和，可避免化学转化所导致的环境污染等，在再生能源利用方面具有很广阔的应用前景，对它的研究还具有普遍的生态意义。研究富含纤维素的原料的纤维素酶的制备和水解特性，可为这些残渣的高效利用提供理论参考。本论文考察了不同的有机氮源及培养基成分对里氏木霉产纤维素酶的影响，从而来确定该产酶过程的优化条件，并在优化条件下完成里氏木霉产酶历程的分析，使产酶程度最大化，从而更好的解决能源问题、环境问题。

研究计划

2011.32011.4建立实验必须的分析方法、了解里氏木霉生产纤维素酶的情况

4. 研究创新点

本论文不同于一般的里氏木霉产纤维素酶的实验研究，而是考察了不同的有机氮源及培养基成分对里氏木霉产纤维素酶的影响，从而来确定该产酶过程的优化条件，并在优化条件下完成里氏木霉产酶历程的分析，使产酶程度最大化，从而更好的解决能源问题、环境问题。