从高粱杆中高效提取木聚糖及酶法制木寡糖的研究开题报告

1. 研究目的与意义

高粱是一种高光合效率的能源作物，可在广泛的温度和气候条件下种植，生长周期较短，因此在我国广泛种植。基于其生物量和可发酵糖高产量的特点，高粱被认为是生物燃料和生物化学品生产中最具吸引力和有希望的草本能源作物之一。高粱的茎中木聚糖含量为20%左右，低聚木糖作为新兴的益生元，可以通过改变肠肠道中微生物群落的组成和/或活性来改善人体健康，因此高粱杆是制备低聚木糖的良好原材料。酶具有很好的底物专一性同时催化条件温和、副产物少是制备木寡糖的有效方法。

通过学习使学生具备：能够熟练掌握从木质纤维素中提取木聚糖的工艺流程；能够准确、熟练地掌握重组蛋白表达技术和酶催化技术知识及相关实验操作；能够掌握一些分析仪器的基本操作，如HPLC等。

2. 国内外研究现状分析

目前国内外相关的提取木聚糖研究多为从玉米芯、高粱杆、甘蔗渣、稻壳中提取，采用的方法有酶法，碱法，蒸煮法等，但仍存在提取率不高，利用率有限等。目前国内对玉米芯、甘蔗渣、高粱杆的利用率还是不乐观。相关研究表明提取方法仍然有很大进取空间和优化必要。

国内外对于木寡糖的研究在于可从多种多样的含有木聚糖的材料中通过化学法或者酶法来获取，然后再利用物理化学方法精制。

3. 研究的基本内容与计划

内容：从高粱杆中高效提取木聚糖的方法和条件优化；重组木聚糖酶的培养和纯化；木聚糖酶水解木聚糖得到低聚木糖的反应条件优化和产物分析；比较三种木聚糖酶的水解效果；

计划：在给定的时间内，根据指导老师的科研课题方案广泛搜集并阅读相关参考文献，了解国内外相关领域的最新研究进展。学会应用所学知识设计简单的实验方案，完成相应的实验内容，认真记录好并保存好原始数据。实验操作时认真谨慎，根据实验结果和相关经验独立完成撰写毕业论文。

4. 研究创新点

相关提取方法，如碱提取法，其原理是利用半纤维素溶于碱溶液，不溶于其它溶剂的性质，先用碱溶液将半纤维素抽提出来，然后沉淀分离抽提物获得木聚糖。此方法适合于以木聚糖为主要成分的半纤维素原料。该法的优点是得率较高、提取纯度高。

但也可以利用高温蒸煮法或超声波提取法等；从高粱杆中提取木聚糖其高效性和利用率是实验的关键，利用酶法来制取木寡糖则是木寡糖制取的方法之一。