1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
研究背景：
木质纤维素类生物质是地球上最丰富的生物质资源，包括木材（如桉木、榉木、杨木等）和农林废弃物（如玉米杆、小麦秆、高粱杆等），具有来源广泛、普遍性和易取性等特点。然而，据估算，全球每年可产生约 10000 亿吨木质生物质资源，但其中 89%尚未被充分利用，主要原因之一就是不能有效地将木质纤维素类生物质中的各组分分离出来，造成了资源的浪费，所以生物质组分分离已成为国内外生物质资源研究领域的重点。
木质纤维素类生物质由多种组分组成，主要包括纤维素、半纤维和木质素等，应用范围非常广泛。但是，由于木质纤维素类生物质结构紧密复杂，且具有很强的生物抗降解能力，因此分离难度较大，这一直是制约其发展的技术瓶颈。
2. 研究的基本内容和问题
主要研究内容：
1）分别测定甘蔗渣（bc）、一次性竹筷（obc）、玉米芯（cc）、稻草（sg）、稻壳（rh）、棉花壳（cs）六种生物质中木质纤维素各组分（纤维素、半纤维素以及木质素）的含量。
2）利用纤维素酶催化六种生物质糖化研究，测定其产糖效率。
3. 研究的方法与方案
本课题拟采用的研究方法、步骤：
1.实验材料
本研究总共使用了6种生物质原料进行，分别是甘蔗渣（BC）、一次性竹筷（OBC）、玉米芯（CC）、稻草（SG）、稻壳（RH）、棉花壳（CS）六种。
2.测定木质纤维素组分含量
1) 称取0.1g样品，准确记录质量m（精确到0.0001g），置于15mL离心管中；在离心管中加入10mL蒸馏水，摇匀后置于100℃水浴锅中保温2h；冷却后，25℃、1107g离心10min，弃去上清液；
2) 残渣用蒸馏水水洗3次，放在电热鼓风干燥箱中100℃干燥5h；取出干燥后的残渣，加入1mL72%硫酸，水平震荡摇匀后于30℃水浴锅中放置1h；加入9mL蒸馏水，将硫酸溶液稀释至15.4%（w/w），混匀后放置于100℃水浴锅中，栽培基质中的纤维素和半纤维素在硫酸的催化作用下水解为阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖；冷却后25℃、1107g离心10min；
3) 收集上清液，稀释后用色谱仪测定单糖含量，其中葡萄糖为纤维素的主要成分，其余为半纤维素的主要成分；
4) 残渣经砂芯漏斗抽滤并水洗至中性，将留有残渣的砂芯漏斗置于100℃烘箱中烘干3h，冷却后准确称量砂芯漏斗的重量（M1），将砂芯漏斗置于550℃的马弗炉中高温灼烧3h，完全冷却后再次准确称量砂芯漏斗重量（M2），计算差值（M1-M2）。
3.纤维素酶水解
利用纤维素酶催化水解不同的木质纤维底物，探究各组分含量变化对水解效率的影响机制。精确称取200mg样品（2%,w/v）放入10mL含50mM柠檬酸钠的pH4.8缓冲溶液中，温度为50℃，转速为150rpm，纤维素酶量为20FPU/g底物（约27.6mg蛋白质/g底物），在不同的水解时间后取出20L水解液以监测反应的进程，将取出的水解液样品放入开水浴中20分钟，以达到去除酶活终止酶解反应的目的。
4. DNS测定产糖
首先绘制葡萄糖标准曲线：
取10支试管，按下表加入试剂
| 编号 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 葡萄糖标准液/ml | 0 | 0.2 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.4 |
| 蒸馏水/ml | 2.0 | 1.8 | 1.6 | 1.5 | 1.4 | 1.3 | 1.2 | 1.0 | 0.8 | 0.6 |
| DNS/ml | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
| 葡萄糖含量/mg | 0 | 0.2 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.4 |
混合均匀→沸水中加热5min取出→冷水冷却至室温→各管加入21.5ml蒸馏水→测定吸光度并绘制标准曲线（550nm波长处）
标准曲线绘制完成后，在0.1M柠檬酸盐缓冲液（pH=5.0）中，于40℃下测定不同生物质为底物的原位酶解产糖，通过3,5-二硝基水杨酸（DNS）方法测定。
5.离子液体预处理
在分析离子液体预处理对各种生物质在酶解过程中的影响时，需对生物质进行离子液体预处理。在管中预热特定浓度的IL，并在80℃磁搅拌下将纤维素样品(FP或BG)加入管中。搅拌30分钟后，向预处理过的纤维素溶液中加入柠檬酸缓冲液（pH 5, 0.1 M），并迅速形成沉淀。使用前，用柠檬酸缓冲液将pH值调整至5.0，以减少IL引起的pH变化。在磁搅拌下均匀搅拌预处理纤维素的同时，将等量预处理纤维素悬浮液移至管中使用。
将预处理后的生物质用于原位酶解，糖化效果通过3,5-二硝基水杨酸（DNS）方法测定。
4. 研究创新点
本课题主要参考文献：
[1] ik semerci and fatma güler. protic ionic liquids as effective agents for pretreatment of cotton stalks at high biomass loading[j]. industrial crops products, 2018, 125 : 588-595.
[2] zhenghui liu et al. preparation and characterization of regenerated cellulose from ionic liquid using different methods[j]. carbohydrate polymers, 2015, 117 : 99-105.
5. 研究计划与进展
本课题的具体进度安排（包括序号、起迄日期、工作内容）
1）2021-2-20～2021-03-04：查阅资料撰写开题报告；
2）2021-03-04～2021-03-19：定量测定三种生物质中木质纤维素各组分的含量；
