木质素降解菌的分析开题报告

 2022-02-11 22:37:05

1. 研究目的与意义

木质素是由三种醇单体(对香豆醇、松柏醇、芥子醇)形成的一种复杂酚类聚合物。三种醇单体通过醚键和碳碳键相互连接形成具有三维网状结构的生物高分子,存在于木质组织中,主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁,为次生壁主要成分。木质素主要位于纤维素纤维之间,起抗压作用。在木本植物中,木质素占25%,是世界上第二位最丰富的有机物(纤维素是第一位)。同时木质素还含许多负电集团的多环高分子有机物,对土壤中的高价金属离子有较强的亲和力。

由于木质素的分子结构中存在着芳香基、酚羟基、醇羟基、碳基共扼双键等活性基团,因此可以进行氧化-还原、水解、醇解、酸解甲氧基、羧基、光解、酞化、磺化、烷基化、卤化、硝化、缩聚或接枝共聚等许多化学反应。其中,又以氧化、酞化、磺化、缩聚和接枝共聚等反应性能在研究木质素的应用中显示着尤为重要的作用,同时也是扩大其应用的重要途径。在此过程中,磺化反应又是木质素应用的基础和前提,到目前为止,木质素的应用大都以木质素磺酸盐的形式加以利用。在亚硫酸盐法生产纸浆的工艺中,正是由于亚硫酸盐溶液与木粉中的原本木质素发生了磺化反应,引进了磺酸基,增加了亲水性,而后这种木质素磺酸盐在酸性蒸煮液中进一步发生水解反应,使与木质素结合着的半纤维素发生解聚,从而使木质素磺酸盐溶出,实现了木质素、纤维素与半纤维素的分离,得到了纸浆,同时也使木质素的应用成为了可能。

为了进一步扩大木质素的应用,我们需要对木质素的降解进行进一步的研究,如果能够找到一种较有效的微生物来降解木质素,并对其培养条件进行优化设计,就可以提高木质素与纤维素、半纤维素分离效率,从而提高纤维素的应用率,也能促进木质素应用的发展。

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2. 研究内容和预期目标

研究内容:前面实验中筛选到一些可以利用的木质素的菌株,为木质素降解菌0、1、6、10、15、16,但没有对这些菌株详细分析。此次实验通过分析生长曲线、总糖、还原糖等的变化从这些菌株中找到一株较好的木质素降解菌,并通过单因素和其它实验设计方法对此菌株的培养条件进行分析并优化,并对此菌株进行菌种鉴定。

预期目标:1、完成一篇外文文献的翻译(5000字以上);查阅多篇参考文献,至少10篇,外文至少2篇; 2、分析菌生长曲线,发酵过程中木质素的变化(测总糖、还原糖、菌体浓度);3、对最好的一株菌,分析培养条件,温度、pH、营养成分;4、 鉴定菌株;5、收集实验结果,分析数据,完成毕业论文的书写。

3. 研究的方法与步骤

本实验包括三大部分:一、菌生长曲线分析二、培养条件分析 三、菌种鉴定

按以下小步骤完成:

一、1.配种子液和培养基 2.接种到种子液 3.接菌到培养基,每一小时测一次湿重、总糖、还原糖4.分析数据 挑一株最好的菌保存

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4. 参考文献

[1] 曾凡清, 周天星, 陈琳. 白腐菌对玉米秸秆木质素降解的效果[j]. 浙江农业科学, 2018, 59(12):2274-2276.

[2] liu gd, qu yb. engineering of filamentous fungi for efficientconversion of lignocellulose:tools, recent advances and prospects[j].biotechnology advances, 2018, 12:1873-1899

[3] 司梦莹, 师德强, 戴友芝, 等. 高效木质素降解菌的筛选及降解性能研究[j]. 广西科学, 2015(1):48-52.

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5. 计划与进度安排

1)2022-2022-1学期第11-19周-2022-2022-2学期第2周(2022.11.12-2022.03.10)完成翻译,菌株活化;

2)第3-5周(2022.03.11-2022.03.31)分析菌生长曲线,发酵过程中木质素的变化(测总糖、还原糖、菌体浓度);

3)第6-7周(2022.04.01-2022.04.14 )对最好的一株菌,分析培养条件,温度、ph对木质素变化的影响;

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