利用轉(zhuǎn)基因酵母和優(yōu)質(zhì)木質(zhì)纖維材料分析葡萄糖—木糖共發(fā)酵產(chǎn)醇效率
【學(xué)位單位】:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位年份】:2018
【中圖分類】:TQ920.6;TQ223.122
【部分圖文】:
2鍵和范德華力的作用下聚合成為纖維素微纖絲(Parthasarathi et al 2011)(如圖 1.1)。圖1.1 纖維素鏈(A)和纖維素微纖絲Iβ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 (Parthasarathi et al 2011)Fig. 1.1 Structural overview of a cellulose chain (A) and a simplistic sketch of a Iβ cellulosemicrofibril (B) (Parthasarathi et al 2011). 目前 Hemicellulose 并沒(méi)用一個(gè)明確的定義,通常用稀堿提取的物質(zhì)被定義為Hemicellulose。Hemicellulose 是一種復(fù)雜的異構(gòu)聚合物(如圖 1.2),含有非常多的類型,主要的類型有木聚糖(xylan)、木葡聚糖(xyloglucan,XG)、甘露聚糖(mannan)和混合糖苷鍵葡聚糖(β-1, 3; 1, 4-glucan)等(Harris a nd Smith 2006)。Hemicellulose 的主要的生物學(xué)功能便是起到橋梁的作用,將 Cellulose 和 Lignin 緊密的聯(lián)系在一起從而加固細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)。
3圖 1.2 植物細(xì)胞壁不同半纖維素類型示意圖(Scheller and Ulvskov 2010).2 Schematic illustration of the types of hemicelluloses found in plant cell walls (Scheand Ulvskov 2010)gnin 是由一類復(fù)雜的芳香族化合物組成,同時(shí) Lignin 也是自然界含量最多為豐富的芳香族化合物,其含量占生物質(zhì)總量的 15%-40%(Ragauskas Lignin 由 3 個(gè)基本單元組成,分別為對(duì)羥基苯丙烷(ρ-hydroxyphenyl,H)丙烷(guaiacyl,G)和紫丁香基丙烷(syringyl,S)(Picartetal2015)(圖 1.3)。用最主要的是充當(dāng) Cellulose 和 Hemicellulose 的粘合劑,保持細(xì)胞壁的完植物的硬度和強(qiáng)度。同時(shí) Lignin 在植物水分運(yùn)輸和防止細(xì)胞壁透水,以壁面授病原體感染中葉起到非常重要的作用(Bonawitz and Chapple 201nd Chapple 2010)。
圖 1.3 木質(zhì)素單體結(jié)構(gòu) (Picart et al 2015)Fig.1.3 Structure of lignin monomers (Picart et al 2015)木質(zhì)纖維素生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成二次能源主要是通過(guò)預(yù)處理得到,預(yù)處理包括酸、堿、高溫、酶解等。盡管用不同的預(yù)處理方法對(duì)不同的秸稈材料進(jìn)行處理后得到的各種單糖所占比例差異很大,但總體來(lái)說(shuō)最主要的單糖還是來(lái)源于纖維素和半纖維素中的葡萄糖(HendriksandZeeman2009;Lee1997),除了葡萄糖以外,還含有其他的己糖,以及大量的來(lái)源于半纖維素的戊糖,如D-木糖(D-xylose),L-阿拉伯糖(L-arabinose)等。D-木糖含量是僅次于葡萄糖的第二大碳水化合物,在草本和硬木中的含量尤其高(Matsushika et al 2009)。有效利用這些生物質(zhì)存在幾個(gè)方面的關(guān)鍵問(wèn)題:(1)找到最有效的前處理木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的方法:(2)實(shí)用性很強(qiáng)且價(jià)格低廉的水解酶:(3)選用能夠高效率利用戊糖和己糖發(fā)酵產(chǎn)乙醇的菌株對(duì)水解產(chǎn)物進(jìn)行發(fā)酵(Chen 2011;Knauf 2004;Lin andTanaka 2006;Potera 2006;Stephanopoulos 2007)。但目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)能高效率地同
【相似文獻(xiàn)】
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