1. 研究目的与意义
随着环境污染、能源短缺、石油危机等问题的出现，新的清洁可再生能源的开发与利用成为必然之举。区别于其他不可再生燃料，乙醇燃料可再生且其燃烧产物均为清洁型，符合可持续发展规律，故各大能源消费国都不约而同地选择乙醇为替代燃料。目前的工业化生产的燃料乙醇绝大多数是以粮食作物为原料，从长远来看具有规模限制和不可持续性。以木质纤维素为原料的第二代性生物燃料乙醇是决定未来大规模替代石油的关键。因为纤维素是地球上最丰富的可再生性碳源物质，其降解是自然界碳素循环的中心环节。
纤维素是由d-葡萄糖以β-1,4葡萄糖苷键组成的大分子多糖，不溶于水及一般有机溶剂，因此具有天然的抗生物降解性能。但是，一些微生物产生的可水解纤维素的酶类可共同作用，将纤维素水解成单糖，单糖再通过微生物发酵生产各种化工产品，如生物乙醇、石油替代产品等，纤维素酶在食品加工、纺织和制浆造纸行业也有广泛应用。因此对纤维素酶的需求快速增长，使其生产成本以及对纤维素的水解效率成为制约燃料乙醇工业发展的一个瓶颈。
纤维素酶是将纤维素水解成纤维二糖和葡萄糖的一组复杂酶系的总称，通常由作用方式不同的外切葡聚糖、内切葡聚糖和β-葡萄糖苷酶组成。纤维素酶在对纤维素进行降解时，首先必须完成对底物分子的吸附作用。纤维素酶的吸附不仅与自身性质有关，还与底物密切相关。本研究对真菌中的木霉属、曲酶属、青霉属和根酶属等不同属种的纤维素酶进行分离纯化，主要对内切纤维素酶在不同结晶结构纤维素底物上的吸附性能进行实验和比较，分析影响纤维素酶水解纤维素的因素，从而提高酶解效率，为提高生物乙醇的转化率、生物乙醇替代石油产业化生产提供重要的理论基础。因此，本课题的设立，对于治理环境污染、缓解能源危机以及对社会的可持续发展有着巨大的现实意义。
2. 国内外研究现状分析
国内外对纤维素酶有近40多年的研究，生产纤维素酶的生物也非常广泛，绝大部分纤维素酶主要是由微生物发酵而产生，如细菌、真菌、放线菌等，目前研究最清楚的是里氏木霉。目前，工业上生产纤维素酶主要有固体发酵和液体发酵两种方式。但由于固体发酵存在劳动强度大，大规模生产成本高、效率低和杂菌易污染等缺点，采用较多的是液体发酵来大规模生产纤维素酶。但是由于对纤维素酶的结构、功能，特别是降解纤维素的作用机制还缺乏足够的认识，使得对纤维素的研究和高效利用还存在很大的局限性。
近年来,随着分离纯化技术的发展及新的生物分离技术的不断出现,为纤维素酶的分离纯化提供了许多新的方法和途径。然而在具体应用中仍然存在许多问题，如成本过高、分离量少、难以实现工业化等。
3. 研究的基本内容与计划
2013年3月，查阅文献资料，完成开题报告及文献综述，准备实验材料，培养纤维素酶，并对纤维素酶进行分离纯化
2013年4月，对纤维素酶在不同结晶结构纤维素底物上的吸附性能进行实验
2013年5月，整理分析实验数据及现象，完成毕业论文
4. 研究创新点
将纤维素酶的不同分离方法结合起来，从而降低酶分离成本、提高分离量、实现大规模应用和提高纤维素酶的纯度及稳定性。通过对内切纤维素酶在不同结晶结构纤维素底物上的吸附性能的比较实验，进一步了解纤维素酶的作用机制，提高纤维素酶降解纤维素的效率。
