能源危機(jī)的出現(xiàn)使利用木質(zhì)纖維素類物質(zhì)生產(chǎn)燃料酒精成為目前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。鑒于木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)的高度復(fù)雜性以及纖維素酶的難回收性,將木質(zhì)纖維素水解成還原糖成為生產(chǎn)燃料酒精的限速步驟。本文即圍繞這一限速水解步驟展開(kāi)研究,旨在最大限度地提高還原糖產(chǎn)量。針對(duì)上海地區(qū)特殊的農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu),本文選擇稻草秸稈為目標(biāo)降解物,利用微生物水解稻草秸稈生成還原糖,為后續(xù)的燃料酒精生產(chǎn)提供前提條件。 通過(guò)纖維素剛果紅平板初篩以及測(cè)定酶活值復(fù)篩,從菜地、腐爛的樹(shù)根及朽木周?chē)耐寥乐泻Y選出了一株高效稻草降解真菌ZM-4。以ZM-4為出發(fā)菌株,通過(guò)紫外-硫酸二乙酯復(fù)合交替誘變得到高效突變株—里氏木霉ZM4-F3。利用里氏木霉ZM4-F3降解稻草秸稈,發(fā)現(xiàn)其所產(chǎn)纖維素酶酶活、產(chǎn)還原糖量、稻草降解率以及纖維素降解率均比出發(fā)菌株ZM-4有顯著提高。經(jīng)6代連續(xù)培養(yǎng),ZM4-F3仍能保持較高及較穩(wěn)定的纖維素酶活性,適用于工業(yè)生產(chǎn)。 利用氫氧化鈉對(duì)稻草秸稈進(jìn)行預(yù)處理,探討了預(yù)處理的最優(yōu)條件,并利用掃描電鏡觀察了稻草秸稈預(yù)處理前后的形貌。通過(guò)三因素四水平的正交實(shí)驗(yàn),優(yōu)化出里氏木霉ZM4-F3水解稻草秸稈的最佳條件,并利用氣相色譜...

【文章頁(yè)數(shù)】：135 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 生物燃料酒精研究現(xiàn)狀
        1.1.1 生物質(zhì)能研究概況
        1.1.2 燃料酒精研究概況
        1.1.3 木質(zhì)纖維素原料生產(chǎn)燃料酒精的主要步驟
    1.2 秸稈類纖維素生物降解的研究進(jìn)展
        1.2.1 秸稈類纖維素的利用方式
        1.2.2 稻草秸稈的結(jié)構(gòu)
        1.2.3 稻草秸稈的預(yù)處理方式
        1.2.4 高效纖維素降解菌的選育
        1.2.5 纖維素酶的研究進(jìn)展
    1.3 生物表面活性劑的研究進(jìn)展
        1.3.1 表面活性劑的分類
        1.3.2 生物表面活性劑的種類及特點(diǎn)
        1.3.3 生物表面活性劑產(chǎn)生菌的選育
        1.3.4 影響生物表面活性劑生產(chǎn)的因素
        1.3.5 生物表面活性劑的提取方法
        1.3.6 生物表面活性劑的應(yīng)用及發(fā)展前景
        1.3.7 表面活性劑對(duì)纖維素生物降解過(guò)程的影響
        1.3.8 表面活性劑對(duì)木質(zhì)纖維素生物降解產(chǎn)生影響的機(jī)理研究
    1.4 課題研究目的、意義及主要內(nèi)容
        1.4.1 研究目的及研究意義
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料、方法與設(shè)計(jì)
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.3 實(shí)驗(yàn)用培養(yǎng)基
        2.1.4 稻草原料及菌種來(lái)源
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 稻草降解菌的篩選方法
        2.2.2 稻草降解菌的誘變方法
        2.2.3 生物表面活性劑產(chǎn)生菌的篩選方法
        2.2.4 菌種鑒定方法
        2.2.5 生物表面活性劑的提取及結(jié)構(gòu)分析方法
    2.3 實(shí)驗(yàn)分析項(xiàng)目及分析方法
        2.3.1 微生物形態(tài)觀察法
        2.3.2 細(xì)胞生長(zhǎng)情況測(cè)定
        2.3.3 纖維素酶酶活測(cè)定方法
        2.3.4 氣相色譜分析稻草秸稈水解液中還原糖組成
        2.3.5 Cel7A 酶的穩(wěn)定性分析
        2.3.6 其它各指標(biāo)分析方法
    2.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        2.4.1 稻草秸稈的預(yù)處理?xiàng)l件優(yōu)化實(shí)驗(yàn)
        2.4.2 稻草降解菌降解稻草秸稈實(shí)驗(yàn)
        2.4.3 正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化稻草秸稈的水解條件
        2.4.4 生物表面活性劑產(chǎn)生菌產(chǎn)生物表面活性劑實(shí)驗(yàn)
        2.4.5 正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化生物表面活性劑產(chǎn)劑性能
        2.4.6 兩階段共水解新工藝實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
第3章 稻草降解菌的篩選及誘變選育
    3.1 稻草降解菌的篩選
        3.1.1 初篩結(jié)果
        3.1.2 復(fù)篩結(jié)果
    3.2 ZM-4 的鑒定
    3.3 ZM-4 降解稻草秸稈最優(yōu)水解條件的研究
        3.3.1 最優(yōu)碳源的確定
        3.3.2 最優(yōu)氮源的確定
        3.3.3 最優(yōu)溫度的確定
        3.3.4 最優(yōu)初始pH 值的確定
    3.4 ZM-4 的生長(zhǎng)及產(chǎn)還原糖情況
        3.4.1 ZM-4 的生長(zhǎng)曲線
        3.4.2 培養(yǎng)時(shí)間對(duì)ZM-4 產(chǎn)糖情況的影響
    3.5 稻草降解菌的誘變選育
        3.5.1 紫外線最佳照射時(shí)間的選擇
        3.5.2 硫酸二乙酯（DES）最佳處理時(shí)間的選擇
        3.5.3 高效稻草降解菌突變株的初篩
        3.5.4 高效稻草降解菌突變株的復(fù)篩
    3.6 ZM4-F3 產(chǎn)纖維素酶酶系組成分析
    3.7 ZM4-F3 與ZM-4 降解稻草對(duì)照實(shí)驗(yàn)
        3.7.1 ZM4-F3 與ZM-4 產(chǎn)還原糖量對(duì)比
        3.7.2 ZM4-F3 與ZM-4 的纖維素降解率對(duì)比
        3.7.3 ZM4-F3 與ZM-4 的稻草降解率對(duì)比
    3.8 ZM4-F3 產(chǎn)酶穩(wěn)定性分析
    3.9 本章小結(jié)
第4章 誘變株里氏木霉ZM4-F3 降解稻草的研究
    4.1 稻草秸稈堿法預(yù)處理?xiàng)l件的優(yōu)化
        4.1.1 氫氧化鈉濃度的選擇
        4.1.2 預(yù)處理溫度的選擇
        4.1.3 預(yù)處理時(shí)間的選擇
    4.2 預(yù)處理前后稻草秸稈的成分及形貌變化
        4.2.1 預(yù)處理前后稻草秸稈化學(xué)成分的比較
        4.2.2 預(yù)處理前后稻草秸稈的形貌分析
    4.3 正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化ZM4-F3 水解稻草秸稈的條件
    4.4 氣相色譜測(cè)定稻草秸稈水解產(chǎn)物中還原糖組分
        4.4.1 葡萄糖及木糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
        4.4.2 稻草秸稈水解產(chǎn)物中還原糖組分分析
    4.5 最優(yōu)條件下稻草秸稈水解后的濾紙酶活及降解率
        4.5.1 最優(yōu)條件下稻草秸稈水解后的濾紙酶活
        4.5.2 最優(yōu)條件下稻草秸稈水解后的降解率
    4.6 稻草秸稈降解前后的形貌分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 生物表面活性劑產(chǎn)生菌的篩選及其產(chǎn)劑性能研究
    5.1 生物表面活性劑產(chǎn)生菌的篩選
        5.1.1 初篩
        5.1.2 復(fù)篩
    5.2 BSZ-07 的鑒定
        5.2.1 生理生化鑒定
        5.2.2 掃描電鏡（SEM）鑒定
        5.2.3 16SrDNA 鑒定
        5.2.4 鑒定結(jié)果
    5.3 銅綠假單胞菌BSZ-07 最優(yōu)產(chǎn)劑條件的研究
    5.4 BSZ-07 的生長(zhǎng)及產(chǎn)劑性能
        5.4.1 BSZ-07 的生長(zhǎng)曲線
        5.4.2 BSZ-07 發(fā)酵液的表面張力
        5.4.3 BSZ-07 發(fā)酵液的乳化穩(wěn)定性
    5.5 生物表面活性劑的提取及結(jié)構(gòu)分析
        5.5.1 生物表面活性劑的提取
        5.5.2 生物表面活性劑的FTIR 分析
        5.5.3 生物表面活性劑的NMR 分析
        5.5.4 生物表面活性劑的元素分析
    5.6 鼠李糖脂的生產(chǎn)
    5.7 本章小結(jié)
第6章 鼠李糖脂的在線生產(chǎn)添加對(duì)稻草秸稈降解的增效作用及機(jī)制探討
    6.1 鼠李糖脂在線生產(chǎn)添加的最優(yōu)條件
        6.1.1 最優(yōu)溫度的選擇
        6.1.2 最優(yōu)pH 值的選擇
        6.1.3 最優(yōu)接種量比例的選擇
    6.2 兩階段共水解新工藝的產(chǎn)糖量及稻草降解率分析
        6.2.1 兩階段共水解新工藝的還原糖產(chǎn)量
        6.2.2 兩階段共水解新工藝的稻草降解率
    6.3 不同種類的表面活性劑對(duì)稻草秸稈降解增效的影響比較
    6.4 鼠李糖脂對(duì)稻草秸稈降解增效的機(jī)制探討
        6.4.1 鼠李糖脂對(duì)纖維素酶酶系的影響
        6.4.2 鼠李糖脂對(duì) Cel7A 酶穩(wěn)定性的影響
        6.4.3 鼠李糖脂對(duì)纖維素及菌體表面電荷密度的影響
        6.4.4 鼠李糖脂對(duì)不同木質(zhì)素含量的木質(zhì)纖維素水解的影響
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
申請(qǐng)專利情況
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：3783773