纤维素酶解体系中产物抑制机理的研究开题报告

 2021-08-08 10:40:08

1. 研究目的与意义

随着世界人口的增加以及各国工业化水平的提升,整个社会对能量的需求量与日俱增。化石资源是目前能源的主体,但是石油资源是有限的,科学家发现将木质纤维素降解成葡萄糖等单糖,单糖再经发酵转化为可再生能源,是解决能源紧张问题的必然之路。但目前仅有3~4%的植物纤维原料被有效利用,绝大部分未被利用,这不仅造成资源浪费,更为重要的是废弃的纤维类物质还会造成环境污染。如何更好地利用纤维类物质、避免原材料的浪费、提高可再生新资源的开发利用等问题已成为世界各地科学家探究的重点。

2. 国内外研究现状分析

目前,木质纤维素的转化及利用已成为生物化工、林业 化工等领域的重要研究内容。如何高效转化生物木质纤维素,是生物技术与工程界面临的难题。制约生物质资源利用的瓶颈问题主要是木质纤维素降解过程中酶用量大且效率低。

对于如何提高木质纤维素转化效率这个问题,现阶段展开的研究主要围绕原料预处理过程中如何提高纤维素的回收率和木质素的去除率、纤维素酶活力如何通过不同的预处理方法得到提高;发酵产纤维素酶的过程中如何提高产生的酶的量和活力,如何降低产酶的成本等方面问题。但是对于多酶体系中各个酶之间的配比问题、多酶之间相互作用、产物对酶解反应的抑制作用以及抑制效应如何影响纤维素酶的活力等方面的问题研究甚少。

3. 研究的基本内容与计划

本实验拟定研究纤维素转化利用的酶解,针对糖化水解工艺中酶利用率低的问题,着重考察纤维素酶解体系中多酶协同水解过程中酶配比的问题,并进一步研究各种酶解产物对反应的抑制机理,提高酶解过程的效率。

计划:⑴ 原料分析及水解液成分测定方法的建立

通过一定的实验方法对原料中的纤维素、半纤维素、木质素含量进行测定分析,并且通过查阅文献建立测定水解液成分的方法。

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4. 研究创新点

制约生物质资源利用的瓶颈问题是降解过程中酶用量大且效率低。

现阶段展开的研究主要围绕原料预处理过程中如何提高纤维素的回收率和木质素的去除率、纤维素酶活力如何通过不同的预处理方法得到提高,如何降低产酶的成本等方面问题。

而本实验着重研究酶解体系中多酶之间的协同作用、协同水解过程中多酶的配比问题,并进一步研究各种酶解产物对反应的抑制机理、抑制作用,从而提高酶解过程的效率。

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