1. 研究目的与意义
纤维素(cellulose)是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。纤维素是植物细胞壁的主要结构成分,通常与半纤维素、果胶和木质素结合在一起,其结合方式和程度对植物源食品的质地影响很大。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖,占植物界碳含量的50%以上。随着社会经济的发展,能源短缺已经成为世界各国关注的热点问题,新的可开发的再生资源亟待我们去探索、研究。纤维素是自然界中广泛存在的一类碳水化合物和可再生的生物资源其结构中含有大量高能氢键,具有降解难、水解难的特点,自然界中只有10%左右的纤维素被人类利用,绝大部分天然纤维素在自然环境中被微生物分解转化。由于很多微生物可以产生促进纤维素降解的各种酶类,从不同环境下分离得到的各类真菌、细菌等微生物中不乏具有较好纤维素降解能力的菌株。本文通过对杂色曲霉与黑曲霉纤维素的降解能力的分析,为这些菌株的进一步开发利用和菌株发酵研究提供理论研究基础。
目前的一个研究热点是如何将纤维素资源有效的开发利用,将纤维素分解并将其转化成动物易利用或吸收的食物、化工原料或饲料,是合理应用纤维素重要途径。酸解、酶解和微生物降解是目前降解纤维素的主要方法,不管是微生物降解还是酶解都需要高效纤维素降解菌株。微生物降解与转化纤维素是土壤微生物能量代谢的主要来源,也是转化自然界中碳素的主要环节。分解纤维素需要产生于微生物的胞外酶完成。
近年来很多学者作了秸秆降解的研究工作,其中利用微生物处理技术降解秸秆是当前研究的热点。秸秆是由纤维素、半纤维素和木质素等3大类物质通过共价键、氢键和蜡键等多种分子作用力连接组成的不溶于水的高分子化合物。由于自然条件下秸秆纤维素的结晶度和聚合度较高、环绕紧密,因此非水溶性木质纤维素很难被水解、降解成小分子物质。微生物在秸秆降解中起着杻纽和关键作用,能够降解纤维素的微生物种类较多,细菌、放线菌、真菌乃至古菌种都具有分解秸秆能力,这些菌种具体分泌秸秆分解酶包括木质素过氧化物酶,漆酶,锰依赖过氧化物酶,纤维素酶,半纤维素酶等等降解酶类。利用纯菌株降解秸秆虽然具有高酶活力,但是由于秸秆组成成分的特殊性,很难被单一菌株降解,菌株对秸秆的降解效率不高。复合微生物菌剂可从结构上降低秸秆结晶度,加快秸秆降解速度,提高秸秆降解率。然而,受东北地区低温的影响,复合微生物菌剂在秸秆降解过程中代谢缓慢,导致其降解速度逐渐下降,最后微生物降低或失去活性,达不到预期秸秆降解的要求,因此有必要开展在低温条件下添加高酶活性秸秆降解复合微生物菌剂研究,旨为研究秸秆的资源化利用提供有效支持。
2. 研究内容和预期目标
研究内容:
3. 研究的方法与步骤
探讨方法:
选择近年来国内外权威杂质或者文献等经行阅读分析,大量记录不同混合培养方式及纤维素降解情况。自己总结归类,并且从中发现不足,提出自己的看法,完成论文的撰写。
4. 参考文献
[1] hoyer k , galbe m , zacchi g. influence of fiber degradation and concentration of fermentable sugars on simultaneous saccharification and fermentation of high-solids spruce slurry to ethanol[j]. biotechnology for biofuels, 2013, 6(1):145.
[2] 曹平, 李敏, 周非帆, 等. 瘤胃纤维降解细菌的发酵和纤维降解特性研究[j]. 家畜生态学报, 2015, 36(9):36-39.
[3] 赵爽, 李婉云, 杨静雅, 等. 2种不同来源的绿色木霉降解木质纤维素研究[j]. 菌物学报, 2020, 39(2): 1-14
5. 计划与进度安排
1)2022-2022-1学期第17-19周-2022-2022-2学期第1周(2022.12.23-2022.03.01)完成翻译;
2)第2-4周(2022.03.02-2022.03.22)读相关文献,写论文撰写计划,完成开题报告;
3)第5-6周(2022.03.23-2022.04.05)完成毕业论文绪论部分写作与修改;
