1. 研究目的与意义
乳酸作为世界公认的三大有机酸之一,是重要的化工原料。乳酸以及其衍生物被可广泛的应用于食品、医药、化工、制革、纺织、环保和农业等诸多领域之中,其中,聚乳酸(PLA)以其良好的生物可降解性及优良的使用特性(如高强度、透明性、良好的加工性能等)被公认为是取代传统塑料的理想的可生物降解的塑料之一[1]。
然而,传统的乳酸工业制备主要是以粮食作物为原料发酵获得。而粮食资源的过度利用会加剧我国粮食短缺的问题,具有潜在的粮食安全隐患。利用廉价的低聚木糖废渣生产L-乳酸可以有效地降低生产成本,有着显著的社会效益和经济效益。低聚木糖废渣中含有大量的可利用的纤维素,本课题期望用一种廉价的纤维素酶,将低聚木糖废渣中的纤维素水解为纤维二糖,然后以本实验室保存的一株可以代谢纤维二糖的凝结芽孢杆菌将水解的产物发酵为L-乳酸,本课题的开展对低聚木糖废渣的高值化利用有着重要的意义。
2. 国内外研究现状分析
2.国内外同类文献研究现状
2.1乳酸的结构特点
乳酸(lactic acid)的分子式为 ,又名2-羟基丙酸,是一种重要的有机酸,在食品,酿造,化妆,医药等诸多领域发挥着重要的作用。由于乳酸分子中含有一个不对称原子,故根据旋光特性的不同,可将乳酸分子分3种类型:l型(左旋),d型(右旋)和dl型。其中只有左旋乳酸(l-乳酸)能够被人体和微生物所利用[2]。过多的食用d-乳酸或者dl-乳酸就会导致人体代谢功能的紊乱,从而严重危害人体的健康。1998年,世界卫生组织禁止药用与食用dl-乳酸。在食品和医药工业中高光学纯度l-乳酸将逐步取代dl-乳酸。另外,l-乳酸在自然环境中可以被微生物完全降解为co2与h2o,低分子量的l-乳酸聚合物(2-10个分子)具有植物刺激生长的作用。因此l-乳酸聚合物生产可降解聚合物的研究已成为全球关注热点。因此,国内外对l-乳酸的生产研究非常重视。
3. 研究的基本内容与计划
3.1研究内容
(1)低聚木糖生产废渣成分分析
(2)不同底物浓度对酶水解效率的研究
4. 研究创新点
木质纤维原料的生物发酵利用一直是生物炼制领域内的热点与难点,如何高效廉价的将低附加值的木质纤维原料或废渣加工为高附加值的产品一直是研究领域的重点。低聚木糖废渣中含有大量的可利用的纤维素,本课题期望用一种廉价的纤维素酶,将低聚木糖废渣中的纤维素水解为纤维二糖,然后以本实验室保存的一株可以代谢纤维二糖的凝结芽孢杆菌将水解产物发酵为L-乳酸,本课题的开展对低聚木糖废渣的高值化利用有着重要的意义。
