1. 研究目的与意义
如何将人类经济社会由高度依赖化石能源逐渐转变为循环开发可再生能源,是建设可持续性绿色经济社会和减少全球温室气体排放的中心议题。
利用基于酶催化的生物精炼技术,将木质纤维素(自然界含量最丰富的可再生资源)分子中的糖单元释放出来,并进一步转化为液态燃料和生物基化学品,逐步建立可循环绿色经济模式,对解决当前全球能源危机、资源匮乏、环境污染、气候变暖等问题均具有极为重要的意义。
木质纤维素是一类由纤维素、半纤维素和木质素3种长链高分子相互交织在一起的类钢筋混凝土复杂大分子,结构极为致密,性质高度顽抗。
2. 国内外研究现状分析
国内: 郑应福研究发现温度对纤维素酶与木质素吸附作用的影响较大,在4℃的条件下纤维素酶在木质素上1h就可以达到吸附平衡,但是吸附量仅为在纤维素上的1/15左右;而在50℃的条件下,纤维素酶在木质素上的吸附平衡需要12h以上,但其吸附量却大大增加,为4℃时的10倍左右。
王钱钱研究发现漂白桉木浆对内切纤维素酶的吸附基本可逆,而纤维素酶在木质素含量高的底物上的吸附几乎不可逆。
木素的存在对纤维素酶的吸附有极大的促进作用,底物中木素种类、结构的差异使得对纤维素酶的吸附量也不同。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:(1)纤维素酶的分离、纯化。
本实验用的内切酶组分和外切酶组分是在实验室条件下以里氏木霉纤维素酶分离、纯化制得。
因超滤技术具有设备简单,操作方便,处理效率高和省能等优点,故本实验尝试将超滤技术应用到纤维素酶粗酶液的初步分离过程中,然后再结合几种层析技术细分离实现里氏木霉纤维素酶的分离、纯化。
4. 研究创新点
1.虽然国内外的研究者已研究出很多关于纤维素酶的分离、纯化的方法,但是不同的方法分离出的纤维素酶单一组分组成及纯度差异较大,国内关于纤维素酶的分离、纯化方法技术条件还不成熟。
本次课题研究里氏木霉纤维素酶的分离、纯化,为制得纯度较高的纤维素酶单一组分探索技术条件。
2.木质素对纤维素酶的无效吸附是造成纤维素乙醇生产成本较高的原因之一。
