凝结芽孢杆菌利用木质纤维原料同型发酵产乳酸的新策略开题报告

全文总字数：8147字

1. 研究目的与意义

随着煤炭、石油等不可再生资源储备逐渐减少，环境污染问题日益凸显，寻找可再生能源成为缓解能源危机和环境污染的有效途经[1]。

全球每年会产生约 100亿吨的生物质能原料，在目前世界的能源消耗中生物质能耗占世界总能耗的14%，仅次于石油、煤炭和天然气，位居第四位。

而在中国这样的发展中国家，生物质能耗达到50% 以上[2]。

2. 国内外研究现状分析

2.1 木质纤维素原料的结构与性质木质纤维原料是一种具有高度结晶区、结构非常稳定的超分子物质，组成部分主要有纤维素、半纤维素和木质素。

其中纤维素含量约为30%-45%，半纤维素含量约为20%-30%，木质素含量约为10%-30%[4]。

纤维素是β-d-吡喃型葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连结而成的线性分子[5]，纤维二糖苷是其重复单元。

3. 研究的基本内容与计划

3.1 研究内容(1) B.coagulans GKN316 在预处理水解液中培养条件的优化；(2) B.coagulans GKN316 同步糖化发酵条件的的优化；(3) 建立B.coagulans GKN316以玉米秸秆为底物的高温发酵工艺：底物预处理后无需固液分离及脱毒，直接进行共发酵生产乳酸。

3.2 研究计划3月154月5：活化GKN316菌，并优化酸解处理小麦秸秆工艺并收集预处理液预处理渣(用于酶解后发酵)；4月64月16：B.coagulans GKN316 在预处理水解液中培养条件的优化；4月104月25 B.coagulans GKN316 同步糖化发酵条件的的优化：；4月255月15：建立B.coagulans GKN316以玉米秸秆为底物的高温发酵工艺：底物预处理后无需固液分离及脱毒，直接进行共发酵生产乳酸；5月35月20：整理实验并完成毕业论文撰写。

4. 研究创新点

本论文通过利用稀硫酸对小麦秸秆进行预处理，并以具有较好耐受抑制物能力的凝结芽孢杆菌gkn316作为研究对象。

通过优化gkn316在预处理水解液及预处理后废渣酶解液中发酵产乳酸的条件，确定最佳的gkn316利用预处理废液及酶解液发酵产乳酸的条件。

通过发酵条件的综合考量及工艺优化，最终实现木质纤维原料预处理后，无需经过固液分离及脱毒等步骤，gkn316直接进行发酵产乳酸。