木質(zhì)纖維素是地球上最豐富的生物質(zhì)資源之一,具有廉價(jià)可再生等諸多優(yōu)點(diǎn)。木質(zhì)纖維素中的纖維素、半纖維經(jīng)水解可獲得可溶性糖,是制備生物能源的優(yōu)質(zhì)碳源。然而,木質(zhì)纖維素糖化的成本高、效率低、與后續(xù)產(chǎn)能生物相容性差等問(wèn)題限制了其在生物能源領(lǐng)域的應(yīng)用。因此,尋找一種高效、廉價(jià)、環(huán)境友好的木質(zhì)纖維素糖化方法,對(duì)實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維素的資源化利用至關(guān)重要。本研究以實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維素生物糖化高效產(chǎn)氫為目標(biāo),通過(guò)篩選木質(zhì)纖維素降解細(xì)菌,獲得具有高效木質(zhì)纖維素糖化能力的優(yōu)勢(shì)菌株,從酶學(xué)角度解析細(xì)菌糖化纖維素機(jī)制;建立強(qiáng)化纖維素生物糖化的木質(zhì)纖維素預(yù)處理方法,通過(guò)優(yōu)化預(yù)處理方法提升后續(xù)糖化細(xì)菌對(duì)木質(zhì)纖維素的糖化效能;構(gòu)建木質(zhì)纖維素糖化-發(fā)酵一體式生物制氫體系,獲得增強(qiáng)木質(zhì)纖維素糖化及發(fā)酵產(chǎn)氫的關(guān)鍵調(diào)控參數(shù)。為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物水稻秸稈的綜合利用以及生物轉(zhuǎn)化過(guò)程的可行性提供技術(shù)理論依據(jù)。本研究從馬糞中篩選到1株具有高效纖維素降解能力的微生物-熱纖梭菌M3（Ruminiclostridium thermocellum M3）。該菌可糖化微晶纖維素,也可糖化水稻秸稈,玉米秸稈,玉米芯,楊樹(shù)木屑等天然木質(zhì)纖維素類(lèi)生物質(zhì)。在60 oC... 

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【部分圖文】：

木質(zhì)纖維素的結(jié)構(gòu)及組成

圖 1-2 木質(zhì)素的三種結(jié)構(gòu)單元Fig. 1-2 Three kinds of lignin structure unit質(zhì)纖維素類(lèi)生物質(zhì)的預(yù)處理纖維素類(lèi)生物質(zhì)的預(yù)處理是指利用物理、化學(xué)、微生物等手段改變微觀結(jié)構(gòu)、宏觀結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成，使纖維素，半纖維素從木質(zhì)素的提升纖維素及半纖維素的利用效率[12]。一般來(lái)說(shuō)，理想的預(yù)處理技要求：（1）降解木質(zhì)素的同時(shí)保留纖維素和半纖維素；（2）不形制劑或其他影響發(fā)酵的衍生物；（3）耗能低；（4）設(shè)備或試劑廉友好。過(guò)去幾十年來(lái)，木質(zhì)纖維素類(lèi)生物質(zhì)的預(yù)處理技術(shù)有了長(zhǎng)足來(lái)說(shuō)，主要預(yù)處理技術(shù)包括物理法、化學(xué)法和生物法。許多情況下法聯(lián)合使用[13]。理法預(yù)處理方法通常包括機(jī)械破碎，微波/超聲波處理和高能電子輻射等方帶來(lái)的環(huán)境污染較小，過(guò)程也比較簡(jiǎn)單，但需要相對(duì)較高的能量，產(chǎn)成本[14]。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文產(chǎn)量、產(chǎn)氫速率、底物利用率等參數(shù)，綜合評(píng)價(jià)細(xì)菌糖化對(duì)水稻秸稈發(fā)酵產(chǎn)氫影響。1.7.2 技術(shù)路線本研究的技術(shù)路線如圖 1-3 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]解析內(nèi)生細(xì)菌Pantoea ananatis Sd-1的木質(zhì)纖維素降解體系研究[D]. 馬江山.湖南大學(xué) 2016
[2]嗜熱菌W16利用秸稈水解液混合糖產(chǎn)氫特性及代謝機(jī)制研究[D]. 趙磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]木質(zhì)纖維素降解菌產(chǎn)糖特性及作用機(jī)制[D]. 高靈芳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[4]高效利用玉米秸稈的產(chǎn)氫菌種及其產(chǎn)氫性能研究[D]. 曹廣麗.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[5]同步代謝秸稈木糖和葡萄糖的產(chǎn)氫新菌種及其產(chǎn)氫特性[D]. 許繼飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[6]暗—光耦聯(lián)兩步法生物制氫及相關(guān)技術(shù)的研究[D]. 宗文明.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
[7]降解纖維素菌種篩選及纖維素降解研究[D]. 白洪志.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[8]餐廚垃圾同步糖化發(fā)酵產(chǎn)乳酸與雙水相分離[D]. 葉志隆.上海交通大學(xué) 2008

碩士論文
[1]纖維素乙醇生產(chǎn)中木質(zhì)素生物預(yù)處理工藝研究[D]. 盛濤.黑龍江大學(xué) 2012



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