米根霉选择性生物降解低聚木糖中的木糖开题报告

1. 研究目的与意义

本课题在实验室前期工作的基础上，以米根霉为实验菌种，开展米根霉选择性生物降解低聚木糖中的木糖技术研究，研究木糖对米根霉培养的影响，研究醋酸催化小麦秸秆水解液的米根霉培养，研究米根霉对水解液中的木糖和低聚木糖（X2-X6）组分的代谢动力学，研究水解液中抑制物对米根霉发酵产乳酸的动力学研究，为低聚木糖产品的精制技术提供指导。

2. 国内外研究现状分析

在国外，日本Suntory公司于1989年将低聚木糖作为双歧杆菌生长促进因子推向市场。在我国最早是由山东龙力生物科技股份有限公司于2001年以玉米芯为原料形成工业化生产，目前龙力生物是国内最大的低聚木糖生产企业，低聚木糖的生产技术及产品品质已经达到国际化标准。杨磊等人在研究中发现，酸性蒸汽爆破玉米秸秆的预水解液含有大量的木糖（ 29.99 g/L），但其中含有较高浓度的发酵抑制物（乙酸 2.92 g/L、糠醛 0.55 g/L、 5-羟甲基糠醛 0.35 g/L、甲酸 0.47g/L）。米根霉以预水解液为碳源，发酵 48 h，生物量可达 10.96 g/L。窦畅等人研究以木糖为碳源时，米根霉生物量较高，达到9.93 g / L，对糖转化率达37.2 %，同时胞内还原力( NADH / NAD )和ATP含量较高,几乎不积累有机酸;以葡萄糖为碳源时,米根霉生物量为 7. 28 g /L，对糖转化率仅25. 46 %，细胞大分子组分、胞内还原力以及ATP的含量较低，但有机酸( 乳酸为主) 积累量较高。在混糖条件下培养时，米根霉优先利用葡萄糖，当剩余葡萄糖浓度较低时，转向利用木糖。Yin等人采用气升式发酵罐接种米根霉发酵,由玉米淀粉直接生产L-乳酸,所得乳酸的质量浓度为102g/L,得率为85%。

3. 研究的基本内容与计划

1、米根霉对木糖的降解作用。

2、米根霉对水解液中木糖和低聚木糖(x2-x6)组分的代谢动力学。

3、抑制物及抑制条件下的乳酸发酵动力学。

4. 研究创新点

醋酸催化小麦秸秆的水解液含有少量的木糖，通过米根霉即生物转化法去除低聚木糖水解液中的单糖，从而纯化和分离低聚木糖产品，同时研究米根霉对水解液中低聚木糖和单糖的代谢和发酵动力学，为生物法脱除木糖的科学研究奠定基础。