木質(zhì)纖維素生物質(zhì)是一種綠色、清潔的可再生資源,可廣泛用于生產(chǎn)不同的生物加工產(chǎn)品（乙醇、丁醇和氨基酸等）。作為農(nóng)業(yè)大國,我國每年會產(chǎn)生稻稈、麥稈、玉米秸稈和玉米芯等大量的農(nóng)業(yè)廢棄物。我國對農(nóng)業(yè)廢棄物的處理手段相對單一,主要處理方式為焚燒。本研究采用低共熔溶劑處理稻稈、小麥秸稈和玉米芯等木質(zhì)纖維素生物質(zhì),選擇處理效果最好的玉米芯為后續(xù)高值化利用的原料;然后將處理后的玉米芯經(jīng)纖維素酶水解獲得高糖濃度的水解液;最后采用Clostridium saccharobutylicum DSM 13864和代謝工程改造的谷氨酸棒桿菌利用水解液發(fā)酵得到丁醇和反式-4-羥基-L-脯氨酸,實現(xiàn)了玉米芯到高附加值產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:（1）采用由乙胺鹽酸鹽和乳酸合成的DES（EaCl:Lac）預(yù)處理小麥秸稈、稻稈和玉米芯等農(nóng)業(yè)廢棄物,發(fā)現(xiàn)EaCl:Lac對玉米芯的處理效果最好。通過對預(yù)處理前后玉米芯中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等組分含量進行測定發(fā)現(xiàn),EaCl:Lac去除了玉米芯中87.9%半纖維素和71.5%木質(zhì)素,這增加了處理后玉米芯中纖維素含量,從而增大了玉米芯中纖維素與纖維素酶的接觸機會。處理... 

【文章來源】：江南大學江蘇省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 木質(zhì)纖維素生物質(zhì)預(yù)處理
        1.1.1 木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的來源
        1.1.2 木質(zhì)纖維素生物質(zhì)結(jié)構(gòu)
        1.1.3 低共熔溶劑在木質(zhì)纖維素預(yù)處理中的應(yīng)用
    1.2 利用木質(zhì)纖維素生物質(zhì)酶解液進行丁醇發(fā)酵
        1.2.1 丁醇的生產(chǎn)方法
        1.2.2 生物丁醇的研究現(xiàn)狀
    1.3 利用木質(zhì)纖維素生物質(zhì)酶解液產(chǎn)反式-4-羥基-L-脯氨酸
        1.3.1 反式-4-羥基-L-脯氨酸
        1.3.2 反式-4-羥基-L-脯氨酸的生產(chǎn)制備
    1.4 課題的研究背景和研究意義
    1.5 課題的主要研究內(nèi)容
第二章 材料與方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 菌株和質(zhì)粒
        2.1.2 本實驗所用引物
        2.1.3 實驗試劑及儀器設(shè)備
        2.1.4 培養(yǎng)基及相關(guān)試劑配制
    2.2 實驗方法
        2.2.1 合成低共熔溶劑
        2.2.2 C.saccharobutylicum DSM13864 活化與保藏
        2.2.3 纖維素酶酶活測定
        2.2.4 不同生物質(zhì)材料的預(yù)處理
        2.2.5 不同生物質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)表征及理化性質(zhì)分析
        2.2.6 玉米芯預(yù)處理條件的優(yōu)化
        2.2.7 玉米芯酶解反應(yīng)及其條件的優(yōu)化
        2.2.8 玉米芯附著纖維素酶的再利用
        2.2.9 玉米芯酶解液的丁醇發(fā)酵研究
        2.2.10 敲除質(zhì)粒及基因敲除菌株構(gòu)建
        2.2.11 重組表達質(zhì)粒及異源基因表達菌株構(gòu)建
        2.2.12 谷氨酸棒桿菌的搖瓶發(fā)酵及發(fā)酵參數(shù)的測定
第三章 結(jié)果與討論
    3.1 EaCl:Lac預(yù)處理不同木質(zhì)纖維素生物質(zhì)及組分分析
        3.1.1 EaCl:Lac預(yù)處理不同木質(zhì)纖維素生物質(zhì)
        3.1.2 不同木質(zhì)纖維素生物質(zhì)預(yù)處理前后組分變化分析
    3.2 EaCl:Lac處理玉米芯及丁醇發(fā)酵
        3.2.1 EaCl:Lac處理玉米芯條件優(yōu)化
        3.2.2 玉米芯處理前后理化性質(zhì)表征
        3.2.3 EaCl:Lac處理后玉米芯酶解條件優(yōu)化
        3.2.4 附著纖維素酶的循環(huán)利用
        3.2.5 玉米芯酶解液的丁醇發(fā)酵
    3.3 反式-4-羥基-L-脯氨酸生產(chǎn)菌株構(gòu)建及發(fā)酵
        3.3.1 putA基因(編碼脯氨酸脫氫酶)敲除菌株構(gòu)建
        3.3.2 鳥氨酸環(huán)化脫氨酶和脯氨酸羥化酶串聯(lián)表達質(zhì)粒構(gòu)建
        3.3.3 反式-4-羥基-L-脯氨酸生產(chǎn)菌株搖瓶發(fā)酵
        3.3.4 敲除putA基因?qū)晟L及反式-4-羥基-L-脯氨酸產(chǎn)量影響
        3.3.5 增加還原力供給對菌體生長和反式-4-羥基-L-脯氨酸產(chǎn)量的影響
        3.3.6 菌株LH06利用玉米芯酶解液進行反式-4-羥基-L-脯氨酸發(fā)酵
主要結(jié)論與展望
致謝
參考文獻
附錄A:反式-4-羥基-L-脯氨酸標準曲線
附錄B:作者在碩士學位期間發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[4]1株產(chǎn)順式-4-羥基-L-脯氨酸基因工程菌的構(gòu)建及發(fā)酵初步優(yōu)化[J]. 王付才,張震宇,孫付保,姚動邦,周楊.  食品與發(fā)酵工業(yè). 2016(02)
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碩士論文
[1]CRISPR輔助改造谷氨酸棒桿菌合成L-鳥氨酸[D]. 闞寶軍.江南大學 2019
[2]水稻秸稈的低共熔溶劑預(yù)處理及其高值化利用的研究[D]. 邢婉茹.江南大學 2018
[3]輔因子代謝工程改造谷氨酸棒桿菌合成L-精氨酸[D]. 占米林.江南大學 2018
[4]反式-4-羥基-L-脯氨酸的生物合成[D]. 衣玉蘭.華東理工大學 2014
[5]利用廉價糖質(zhì)原料連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)丙酮丁醇的研究[D]. 夏子義.江南大學 2013



本文編號：3645548