新疆棉秆预处理及木质纤维素降解研究

论文摘要

利用秸秆中的纤维素发酵产乙醇替代日益枯竭的化石燃料前景诱人。本文中以新疆所产棉杆为实验材料,比较了物理、化学和生物预处理方法,希望找到一条清洁、廉价的预处理途径使纤维素高效降解为葡萄糖。文章中研究了不同纤维素鉴别培养基,通过实验得到可高效筛选纤维素降解菌的鉴别培养基。分别经过初筛和复筛两个步骤筛选得到纤维素降解菌和木质素降解菌。比较了不同的理化预处理方法,通过试验得到产纤维素酶活力最高的理化预处理法。研究了纤维素降解菌和木质素降解菌对棉杆的协同降解试验,得到产纤维素酶活力最高的生物预处理法。对理化预处理法和生物预处理法进行分析比较。试验得出最好的刚果红鉴别培养基成分为:CMC-Na、MgSO4、K2HPO4、刚果红、琼脂、明胶和土壤浸汁。得到6株产孢子能力强的纤维素降解菌和5株木质素降解菌——白腐菌,其中白腐菌F11降解木质素能力最强。试验得到2株可与F11共培养的纤维素降解菌。最佳理化处理条件是:碳源为碱超声处理的棉秆、氮源为牛肉膏、发酵温度为40℃、发酵时间为7天。温度对酶活力的影响力最大,其次是氮源。F52与F11共同发酵时,CMC酶活力和FPA酶活力都增加,Lac酶活消失,MnP酶活力减小,LiP酶活力增加,葡萄糖产量增加。理化处理后CMC酶活最高值略低于生物处理后CMC酶活最高值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 生物能源发展现状
• 1.2 纤维素降解研究
• 1.2.1 纤维素降解菌
• 1.2.2 纤维素降解菌的筛选
• 1.3 木质素降解研究
• 1.3.1 木质素降解菌
• 1.3.2 木质素降解菌的筛选
• 1.4 秸秆预处理
• 1.5 协同降解研究
• 1.6 我国棉秆利用现状
• 1.7 研究目的及意义
• 1.8 研究思路
• 第2章 纤维素降解菌筛选方法初步研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 土样
• 2.1.2 培养基
• 2.1.3 葡萄糖对纤维素降解菌分离的影响
• 2.1.4 明胶对纤维素降解菌分离的影响
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 spss 数据分析结果
• 2.2.2 葡萄糖降低筛选效果
• 2.2.3 明胶使培养基不褪色
• 2.3 结论与讨论
• 第3章 纤维素降解菌的筛选
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试验材料与培养基
• 3.1.2 纤维素降解菌的初筛方法
• 3.1.3 纤维素降解菌的复筛方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 纤维素降解菌初筛结果
• 3.2.2 纤维素降解菌复筛结果
• 3.3 结论与讨论
• 第4章 木质素降解菌的筛选
• 4.1 材料方法
• 4.1.1 材料及培养基
• 4.1.2 木质素降解菌的初筛方法
• 4.1.3 木质素降解菌的复筛方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 木质素降解菌初筛结果
• 4.2.2 木质素降解菌复筛结果
• 4.3 结论与讨论
• 第5章 不同物理化学和生物预处理方法比较
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 材料设备与试剂
• 5.1.2 酸碱辅助高温处理
• 5.1.3 酸碱辅助超声处理
• 5.1.4 白腐菌发酵处理
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 酸碱辅助高温处理后棉秆失重率
• 5.2.2 酸碱辅助超声处理后棉秆失重率
• 5.2.3 白腐菌发酵处理后棉秆失重率
• 5.2.4 酸碱辅助高温处理后木质纤维成分降解率
• 5.2.5 酸碱辅助超声处理后木质纤维成分降解率
• 5.2.6 白腐菌发酵处理后木质纤维成分降解率
• 5.3 结论与讨论
• 第6章 物理化学处理后产酶工艺条件研究
• 6.1 材料与方法
• 6.1.1 材料、培养基及试剂
• 6.1.2 棉秆处理样的选择
• 6.1.3 单因素试验
• 6.1.4 正交试验
• 6.2 结果与分析
• 6.2.1 得到三种棉秆处理样
• 6.2.2 单因素试验得到最佳碳源最佳氮源和最适温度
• 6.2.3 正交试验得到最佳组合条件
• 6.3 结论与讨论
• 第7章 纤维素降解菌和F11 对棉秆的协同降解研究
• 7.1 材料方法
• 7.1.1 材料及培养基
• 7.1.2 试剂
• 7.1.3 可与F11 共发酵的纤维素降解菌的筛选
• 7.1.4 纤维素降解菌与白腐菌F11 协同降解试验
• 7.2 结果与分析
• 7.2.1 得到3 株可与F11 共发酵的纤维素降解菌
• 7.2.2 与F11 协同降解中F52 所产CMC 酶活和滤纸酶活都增加
• 7.2.3 与F52 协同降解中F11 所产LiP 酶活增加
• 7.2.4 与F11 协同降解中F52 发酵产糖量增加
• 7.3 结论与讨论
• 第8章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附图
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文目录