1. 研究目的与意义
目的：随着人类社会经济的发展，能源危机和环境保护已成为目前两大全球性的问题。化石燃料的快速消耗，地球上的不可再生资源越来越少，越来越多的国家迫切寻求新能源和可再生资源以满足自身的需求。油脂作为一种重要的能源物质，被广泛用于生产生活的各个方面。目前，人类所需的油脂仅仅依靠动植物油脂来提供已出现很严重的供给问题。研究指出微生物油脂，又称单细胞油脂，由产油微生物产生，在组成成分上类似植物油。美国国家可再生能源实验室的报告曾特别指出，微生物油脂发酵可能是生物柴油产业和生物经济的重要研究方向。而能否采用廉价的原料和合适的生产方式来降低成本是微生物油脂生产能否规模化、产业化的关键点之一。木质纤维素生物质，其中包含5565%碳水化合物，被公认为是一种很有前途的生产生物燃料的原料，也是一种生产微生物脂质的原料。
意义：木质纤维素生物质作为地球上最丰富的资源，正是因为其丰富且廉价以及可再生的特点，被认为是一种很有前景的可替代原料。在我国利用木质纤维素原料来生产生物柴油具有重要的经济效益和社会意义。我国木质纤维素资源丰富，但是利用率非常低，大部分只是作为燃料或造纸工业等使用，不仅浪费资源并且严重污染环境。因此，在我国开发利用木质纤维素原料来生产生物柴油前景广阔，具有重要的现实意义。2. 国内外研究现状分析
常景玲等[28]采用硫酸处理作物秸秆，在温度为 105~110℃、浓度为 1%、处理 4h 时，处理过残渣主要为纤维素和木质素。Sung 等[29]用硫酸处理木质纤维素类原料，研究表明，酸在农作物秸秆中的扩散速率高于硬木的扩散速率。赵华等[30]及赵永亮等[31]探讨了有机酸处理的条件。张继泉等[32]将玉米秸秆经1.0%硫酸处理后发现水解液中单糖含量最多的是木糖，其次为阿拉伯糖和葡萄糖，还有一小部分的半乳糖。秸秆的晶状结构受到破坏，出现许多空隙，增加了纤维素酶的可及性，达到降解纤维素的目的。还有研究表明玉米秸秆经稀硫酸预处理的木糖最高产率为93%[33]；玉米秸秆和玉米芯的混合原料进行稀硫酸预处理，木糖产率 90%以上。安宏[34]以生物质的主要成分纤维素为原料，进行了极低浓度硫酸为催化剂的水解研究，得出在 0.05%硫酸作为催化剂的条件下，于215℃和 4 MPa 等优化条件下得到了 46.55%的还原糖得率和 55.07%的纤维素转化率。KootstraAMJ等采用马来酸进行木质纤维素的预处理时发现,当不考虑成本时酶水解之后几乎所有的葡聚糖均转化为葡萄糖(90%固体、7% 10%液体)。在预处理过程中,超过90%的木聚糖转化为木糖单体。考虑到成本因素,最优的处理条件是在温度为170℃条件下用46mM的马来酸处理50min,产率65n/Mg干秸秆,其组成成本为68n/Mg葡萄糖(固体为85%的葡聚糖)、17n/Mg木聚糖(固体为80%的木聚糖)、17 n/Mg马来酸,以及2.0 n/Mg加热成本和0.68n/Mg氢氧化钠成本[33]。
Ago 和Avolioa 等人还研究了纤维素球磨体系在不同的液相中的球磨效果[ 35-37]。Inoue 等研究球磨和水热处理联用降解桉树，结果表明可以节约预处理中的能耗，减少酶降解过程中的酶用量[ 38]。Endo 研究了利用圆盘球磨处理浆料是一种能连续处理和环境友好的降解木材类生物质如桉树和花旗松的有效方法[39]。1946年有人采用球磨技术制得了完全无定形结构的纤维素，球磨粉碎技术可使纤维素的结构松散,使微纤结构和微纤间晶区内存在的氢键出现断裂。
SERRANO-CARREONL等[10-12]分别研究了绿色木霉（Trichoderma viride）、哈茨木霉（Trichoderma harzianum）和里氏木霉菌（Trichoderma reesei）丝内的油脂含量，发现木霉菌丝中的油脂含量最高可达32%，对从菌丝中获得的总脂进行成分分析发现，不饱和脂肪酸占多数。1980年BETINAV等[13]对提取的绿色木霉菌丝内油脂成分进行分析发现，所提取物质的主要成分为三酰甘油，还有一些磷脂（鞘磷脂、磷脂乙醇胺和磷脂酰胆碱），对脂肪酸种类进行分析发现，C16和C18占到了总成分的42%和32.5%，与植物油的成分十分的相似，因此可替代植物油脂生产生物柴油。2009年陈凯等[14]对培养在以麸皮为主要基质的培养基上的绿色木霉LTR-2菌丝内的脂类物质进行了提取和气相色谱分析，共检测到了57种成分，分析发现，所提取化学物质中9~18个碳原子的链烷、环烷或芳烃的含量占总量的24.28%，而化石柴油中的烃类成分主要为C9-C18的链烃、脂环烃、芳香烃等。通过对比分析可以发现，木霉油脂的成分和化石柴油相近，可以用于代替化石柴油作为能源物质。Hu 等[128]以葡萄糖为碳源，研究了木质纤维素水解液中代表性抑制剂 （糠醛、羟甲基糠醛、香草醛、丁香醛、对羟基苯甲醛、乙酸、糠酸和糠醇）对油脂酵母 Rhodosporidium toruloides 细胞生长、油脂积累和葡萄糖消耗的影响。加拿大报道一种含油量很高的节杆菌，是从天然气井周围土壤中分离得到的，命名为节杆菌，油脂含量占菌体干重的80%。3. 研究的基本内容与计划
内容:本课题采用先球磨后加酸的预处理的方法来对水稻秸秆进行预处理后的进行发酵产油，探究最优的预处理发酵条件。主要研究内容分以下几个部分：
1 球磨，球磨加酸降解产物的对比，失重率的对比，球磨加酸的种类对产油的影响。
2 球磨加酸酸催化降解的条件优化，球磨和酸处理时间。
4. 研究创新点
木质纤维素生物质作为地球上最丰富的可再生资源，以木质纤维素为原料的微生物产油研究得到了各国的重视，无论是在发现新的高产油微生物方面，还是在提高产油量方面，亦或是降低成本利用廉价原料方面等都取得了长足的发展。
微生物产油作为可再生资源利用和生物柴油生产的重要研究方向，尤其是以木质纤维素生物质为原料的微生物产油，可降低微生物油脂的生产成本促进产业化发展同时也将农林废弃物进行合理利用，即有利于保护环境，也为生物质能源开发开辟了新途径。
