一、玉米芯木聚糖和桦木木聚糖组成成分及结构的研究(论文文献综述)
谢晨,游帅,张温馨,白致远,吴福安,王俊[1](2021)在《黑酵母Hortaea werneckii GH10家族耐热木聚糖酶的异源表达及其降解桑皮特性》文中认为我国桑树种植面积广,桑园管理每年需要伐枝,其桑皮除了含有活性物质还含有丰富的木质纤维素,急需进行高值化开发利用,因此选用高比活耐热木聚糖酶是桑皮降解及其转化应用的关键酶。本文从黑酵母Hortaea werneckii中克隆得到糖苷水解酶HwXYL10A基因,在毕赤酵母中进行了异源表达,探究其酶学性质,为利用其降解桑皮木质纤维素提供可行性。该基因编码的蛋白与GH10家族高温木聚糖酶XYL10CΔN(GenBank:ACS96449.1)的同源性为60%。该酶的最适温度为75℃,最适pH为4.0,T50值为76℃,在75℃和80℃下半衰期分别为70 min和11 min,表明HwXYL10A具有良好的热稳定性。在最适条件下,以榉木木聚糖、甘蔗木聚糖和玉米芯木聚糖为底物测定,其比活分别是3 260 U/mg、3 160 U/mg和3 870 U/mg,催化效率分别为2 970 mL/(s·mg)、2 320 mL/(s·mg)和975 mL/(s·mg)。采用该木聚糖酶与纤维素酶协同水解经氨水或氢氧化钙预处理的桑皮,协同处理组均在12 h产糖量达到最高,分别为20.38μmol/mL和22.13μmol/mL;最大协同率分别为1.59和1.47。这些优良的酶学性质使HwXYL10A在桑皮以及其他木质纤维素降解中具有潜在的应用价值,同时为耐热木聚糖酶的研究和应用提供了新的素材。
李琦,朱文慧,姜云鹏,赵林果[2](2021)在《伴侣蛋白提高木糖苷酶的可溶性表达及其协同酶解木聚糖》文中进行了进一步梳理通过分子伴侣蛋白共表达的方式,对6种商业化的分子伴侣蛋白进行筛选以提高β-木糖苷酶(Xln-DT)的可溶性表达量。研究结果表明:构建诱导型质粒pG-KJE8和含有xln-DT基因的重组表达质粒pET-28a-xln-DT共表达系统后,Xln-DT的可溶性表达量为原酶初始表达量的1.31倍;以质量分数2.0%甘油为碳源,质量分数1.2%蛋白胨为氮源,添加0.01 mmol/L异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)、 5μg/L四环素、 1.5 g/L L-阿拉伯糖,32℃下诱导60 h,重组酶的表达量可达11.9 U/mL,较原酶提高了4.22倍。此外,利用内切木聚糖酶(XynB-DT)和Xln-DT协同酶解木聚糖,在添加Xln-DT后,榉木、桦木、玉米芯、燕麦和甘蔗渣5种木聚糖的酶解率分别为84.4%、 90.2%、 79.6%、 77.3%和64.7%,相较于仅添加XynB-DT的酶解率有了显着的提高。
谢晨[3](2021)在《GH10家族高温木聚糖酶基因异源表达及动物体温下催化效率分子改良》文中研究指明
王文祥[4](2021)在《基于溶剂体系的生物质水热定向调控方法研究》文中研究说明生物质资源化利用是缓解目前燃料以及化工产品短缺、化石资源枯竭的重要手段。在众多生物质炼制技术中,水热工艺因其能耗低、效率高以及产物丰富等优势被认为是最有潜力的技术之一。其中水热水解和水热碳化技术是目前应用最广,效益最好的工艺,二者由于反应条件的相似性其目标产物往往同时生成。而产物生成机理以及反应条件调控机制的不明确限制了目标产物的定向化生产。本研究以典型林业废弃物杨木屑为原料,分别探究了木质纤维素水热水解和水热碳化的产物生成特性。针对水热水解,通过改变溶剂体系,将水溶剂替换为水-有机混合溶剂促进目标产物糠醛和5-HMF(5-羟甲基糠醛)的生成,并探讨了混合溶剂体系中产物生成机理以及有机溶剂循环再利用效率。针对水热碳化,通过改变溶剂酸碱特性改进目标产物腐殖酸的生成以及自身品质,结合多种分析表征手段探讨腐殖酸生成过程中的反应机理。主要结论如下:(1)在其他条件相同的情况下,THF(四氢呋喃)混合溶剂相较于水溶剂糠醛产率提高了30%,5-HMF产率提高了11%。在190°C,H2O/THF为1/3(v/v),反应时间40min,硫酸浓度为1.0 wt%的条件下,获得最高的糠醛(90.77%)和5-HMF(36.02%)产率。(2)通过双因子正交实验,在THF混合溶剂反应体系中,THF含量的增加可有效减少糠醛在较高温度下的损耗,促进糠醛和5-HMF在同一条件下达到最高产率。糠醛和木聚糖的水热反应实验进一步证明,THF混合溶剂相较于水溶剂可减少20%因糠醛自身脱水缩合反应造成的损失且可有效减少糠醛与其他小分子化合物的缩合。(3)THF连续回收再利用结果显示,回收THF会造成少量的糠醛和5-HMF损失,经过5次连续回收再利用之后,糠醛和5-HMF的产率稳定在78.73%和32.04%。THF的回收率随着回收次数的增加逐渐降低,最终稳定在67.50%。(4)以水为溶剂的水热碳化过程中,相较于中性和酸性,在碱性条件下,腐殖酸的产率最高,可达9.73%。后续分析表征结果显示,KOH-HA(碱性条件下生成的腐殖酸)在碳储存量(61.09%)、酸性官能团浓度(3.38 mmol/L)以及有效成分含量方面均具有优势,是水热腐殖酸最适合的条件。(5)通过多种表征手段对比Kraft木质素、THF木质素和KOH-HA的组成、结构以及热化学转化特性,结果显示,THF木质素组成成分最为复杂,碳储存量以及含氧官能团最丰富;KOH-HA成分单一,主要是木质素碎片迁移转化产物。综上所述,以THF混合有机溶剂作为水热反应的溶剂可提高液相产物产率,且低沸点的THF具有较好的循环利用效率,有大规模商业化生产的潜力。水溶剂体系中,碱性条件下腐殖酸的产率最高,品质最好,为腐殖酸的大规模生产提供参考。
潘晴[5](2021)在《玉米秸秆髓芯制备低聚木糖的研究》文中研究指明玉米秸秆髓芯是一种未得到广泛利用的木质纤维素,其中半纤维素含量居多,且为木聚糖类半纤维素,是制备低聚木糖的理想原料。本研究以玉米秸秆髓芯为原料,对原料中半纤维素木聚糖组分进行有效分离,在阐明所得产物理化性质的基础上,采用酶解法定向制备功能性低聚木糖。在原料预处理阶段,采用酸、碱结合的原料预处理方法,考察了NaOH碱溶液浓度、反应温度、反应时间以及固液比四个影响因素对木聚糖产率的影响。正交实验表明,玉米秸秆髓芯制备木聚糖的最佳工艺为:NaOH浓度为10%,反应温度为85℃,固液比为1:15(g/mL)、反应时间为2 h,玉米秸秆髓芯木聚糖产率达到25.4%。探究了不同碱浓度下提取的木聚糖样品,通过色值分析,随着碱浓度的提高,提取液吸光度越大,色值也越大,且高浓度的NaOH溶液容易使木聚糖侧链发生断裂,导致木糖含量增大。TG-DTG分析表明,低碱浓度提取的木聚糖样品具有较高的热稳定性。FT-IR、1H-NMR和13C-NMR分析表明玉米秸秆髓芯原料分离出的产物具有木聚糖的特征峰,且主链为β-D-木糖,侧链则由少量L-阿拉伯糖和4-O-甲基葡萄糖醛酸组成。以分离出的木聚糖为底物,采用生物酶解法制备低聚木糖。利用Design-Expert 11软件,建立了酶解率Y与酶的添加量A、酶解温度B、酶解时间C的函数模型,R2达到了0.9625,P值=0.0003<0.01,失拟误差P值=0.3118>0.05,说明所建模型拟合良好。且拟合出响应值Y对自变量A、B、C的二次多项式回归方程如下:Y=81.94+1.725A+1.125B+1.075C+0.15AB-0.8AC-1.7BC-4.97A2-4.12B2-2.72C2。各因素对酶解速率的影响顺序为:A>B>C。各因素对各因素对酶解速率的交互作用次序为:B×C>A×B>A×C。响应面法优化出低聚木糖的理想制备工艺为:酶的添加量为516.35 IU/g,酶解温度为51.12℃,酶解时间为4.28 h,所得酶解率为82.2%,采用高效离子色谱仪对糖成分进行检测,结果表明,酶解主要产物为木二糖和木三糖,以及微量木糖和木四糖。通过FT-IR、1H-NMR和13C-NMR对所得低聚木糖进行结构分析,结果表明低聚木糖侧链含有阿拉伯糖和糖醛酸。TG-DTG分析表明所得低聚木糖主要热解温度在240℃~380℃之间,在温度达到600℃时,低聚木糖的固体残渣率为35.38%。
竹源[6](2021)在《低共熔溶剂预处理及酶解木质纤维素的研究》文中研究说明木质纤维素来源广泛,是一种廉价、可再生资源。它主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。传统的预处理方式易造成资源浪费和环境污染,本论文采用新型绿色低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents,DES)预处理木质纤维素,分别对AlCl3/甘油DES预处理甘蔗渣,Fe Cl3/氯化胆碱、Fe Cl3/甘油、Fe Cl3/氯化胆碱/甘油DES和不同氢键受体/乳酸DES预处理玉米秸秆进行了研究。主要结果如下:(1)对AlCl3/甘油DES预处理甘蔗渣的条件进行了优化,在最优条件下,木质素和木聚糖的去除率分别达到46.89%和95.31%。预处理固体残渣酶解48小时,葡萄糖产率为65.14%,比未处理甘蔗渣提高了4.4倍。预处理溶剂循环利用四轮,预处理效果保持较好。比较了一锅法酶水解与传统酶水解的效果,发现预处理溶剂中的高浓度甘油对酶水解有强烈的抑制作用。(2)详细研究了Fe Cl3/氯化胆碱、Fe Cl3/甘油、Fe Cl3/氯化胆碱/甘油DES预处理玉米秸秆的效果,发现Fe Cl3/氯化胆碱预处理效果最好。考察了预处理得到的木质素对酶水解的影响,发现添加木质素都能促进酶水解。进一步研究发现,不同预处理木质素的结构、表面电荷和与纤维素酶之间疏水相互作用是促进酶水解的主要原因。(3)以不同取代基和链长的季铵盐为氢键受体,以乳酸为氢键供体合成了11种DES并对其物理化学性质对进行了表征。结果发现,在相同预处理和酶水解条件下,DES中氢键受体的取代基和链长显着影响其预处理效果。短链和羟基取代基对DES预处理效果有促进作用,氢键受体的链长越长,体系内部的氢键网络结构越密集,导致DES黏度高、电导率低、α值降低释放质子能力下降,预处理效果变差。羟基取代基具有较高的α值,释放质子能力强,可以促进催化断裂木质素与纤维素、半纤维素之间的醚键或酯键,导致木质素的脱除,提高预处理效果。
王璐瑶[7](2021)在《多形拟杆菌乙酰木聚糖酯酶BTAxe1的理性设计》文中研究表明人体肠道是降解复杂碳水化合物的主要器官,其中蕴含着丰富多样的微生物群落,肠道菌群是人体重要的共生微生物,对于人体无法直接消化利用的膳食纤维等复杂多糖代谢至关重要。多形拟杆菌(Bacteroides thetaiotaomicron)是人体肠道内重要的碳水化合物降解细菌,是肠道中数量最多的细菌之一,能够将人体本身无法消化的大分子多糖降解为小分子糖类,影响宿主代谢机制,使得营养物质利用更加高效。在肠道中,乙酰木聚糖酯酶可以分解乙酰化的木聚糖生成短链脂肪酸——乙酸,有利于宿主发挥抗肥胖和抗糖尿病作用。本研究从多形拟杆菌(Bacteroides thetaiotaomicron VPI 5482)中鉴定并表征了一种新的乙酰木聚糖酯酶,BTAxe1。首先,从多形拟杆菌VPI-5482的基因组中扩增出基因片段BT1008,并成功构建乙酰木聚糖酯酶BTAxe1表达载体p ET28a-BT_1008,进而对其进行表达纯化,得到了纯度浓度都较高的BTAxe1蛋白,其分子量为29 k Da。接着对BTAxe1进行了生化表征。BTAxe1的最适反应温度为30℃,温度稳定性较差;最适反应p H值为8.0,在酸性和弱碱性中具有良好的耐受性;金属离子及其它常见添加剂对BTAxe1的影响较弱。底物特异性研究发现,BTAxe1对p NPA,p NPB和4-MUA都有活性。为了阐明BTAxe1催化作用机制,对其进行了结晶工作,并成功获得了分辨率为1.8?的晶体,解析后发现其蛋白三维结构为典型的α/β水解酶折叠,并且具有酯酶保守的催化三联体Ser127,His237和Asp205。通过对底物p NPA和p NPB的分子对接,结果发现BTAxe1中的Gly59和Gly60可能与底物的羰基氧阴离子结合形成“氧阴离子孔”并稳定底物的过渡态。最后对BTAxe1进行了理性设计,结果显示突变体N65S增加了对短链(p NPA)和中链底物(p NPB)的活性,并获得了对长链底物(p NPO)的活性。分子对接分析表明,突变体N65S比野生型具有更大的底物结合口袋,这证明了此原因可拓宽底物特异性并增强其活性,使用天然底物进行的水解研究表明,N65S或N65A均显示出比野生型更高的活性,可从木聚糖中产生131.31 m M和136.09 m M乙酸。本论文重组表达的乙酰木聚糖酯酶BTAxe1为木聚糖水解酶系水解机制的研究奠定了结构基础。就目前研究报道,这是首次对多形拟杆菌的乙酰木聚糖酯酶进行理性设计以提高性能的研究。
郭健铭[8](2021)在《基于有机酸预处理的小麦秸秆聚糖组分水解技术研究》文中研究表明本文以小麦秸秆作为主要研究对象,嵌合生物与化学技术,选取温和、安全的有机酸(醋酸与木糖酸)及纤维素酶作为催化剂,通过对细胞壁两大多糖组分半纤维素与纤维素水解反应热力学与动力学研究,以及其在生物加工过程中迁移、转化性能的差异性解析,提出绿色梯级化利用与多联产技术思想,实现了木聚糖定向水解与原料预处理“一步法”集成效果,即高效联产低聚木糖和可发酵性单糖。为小麦秸秆聚糖组分的全质化和高值化工业利用提供理论依据和关键技术支撑。主要研究结果如下:(1)基于半纤维素和纤维素水解的双效目标,创制了基于饲料适配和可回收的醋酸作为催化剂的低聚木糖与酶水解葡萄糖多联产制备方法与技术工艺。通过多尺度解析比较原料中纤维素和半纤维素在醋酸加热催化反应过程中的热力学差异,研究并构建半纤维素催化水解和降解反应动力学模型;建立低聚木糖制备的最优工艺条件:在170℃下用5%的醋酸预处理小麦秸秆20min,低聚木糖得率达38.2%,酶水解葡萄糖得率为85.6%。(2)针对低聚木糖产品液中的醋酸组分利用,基于简化工艺、操作和显着降低能耗的技术思想,创新性地提出并建立了醋酸原位化学中和固定的方法和技术,为低聚木糖—醋酸盐复合型饲料添加剂新产品创制提供理论依据。研究发现:CaCO3、CaO、Na2CO3、NaOH对醋酸的原位化学中和与固定收率分别为92.6%、94.9%、95.0%和95.6%,并比较分析了钙盐和钠盐两类复合型低聚木糖产品的生产效益与产品应用性能。(3)针对小麦秸秆表皮蜡质组分对有机酸催化的障碍,研究了有机溶剂抽提法对低聚木糖制备的化学过程和酶水解生物过程的影响规律及其机制,发现采用不同脂类抽提方法对于不同农林废弃物低聚木糖和酶水解葡萄糖得率的影响存在差异。脱除苯-乙醇抽提物分别使小麦秸秆、玉米芯和甘蔗渣的醋酸催化制备低聚木糖得率提高16.7%、14.8%和21.1%;而脱除乙醇提取物可分别使小麦秸秆、玉米芯和甘蔗渣的醋酸催化低聚木糖得率提高1.3%、11.9%和17.4%。(4)为进一步提高“一步醋酸法”催化小麦秸秆制备低聚木糖的得率,研究并提出了“两步醋酸法”的新方法。均匀设计试验优化法发现,温度是影响两步醋酸法低聚木糖产量和木聚糖降解的首要因素。采用两步醋酸法,小麦秸秆低聚木糖得率由38.2%显着提高至61.4%,残余纤维素的酶水解得率由85.6%提高至98.2%,而玉米芯低聚木糖和纤维素酶水解得率分别提高至63.4%和100%。(5)基于醋酸催化法的启示,进一步探索了自供给式木糖酸替代外源添加醋酸催化剂制备低聚木糖的方法。通过均匀设计试验优化小麦秸秆木糖酸预处理参数可获得39.2%的低聚木糖得率。利用全细胞催化技术,可将酸催化过程中同步生成的单糖类物质高效转化生成包括木糖酸在内的糖酸化合物,然后通过电渗析完全分离,为绿色低聚木糖的制备提供了新的思路。
季晖龙[9](2021)在《酶法转化玉米芯制备低聚木糖及其残渣的高值化利用研究》文中认为低聚木糖(XOS)是一种超级益生元,具有改善食品风味、优化肠道菌群、预防肠胃癌变等功效,在食品、药品等领域备受关注。XOS一般以木质纤维素为原料,通过预处理组合酸或酶水解的工艺制备得到。由于酶催化具备反应条件温和、能耗低、催化效率高等优点,酶法制备XOS成为目前研究的热点。本文首先通过构建高效的预处理体系,实现木质纤维素三大组分的有效分离并得到可用于酶法制备XOS的半纤维素溶液。在此基础上,选育得到高产木聚糖酶的菌株,通过发酵条件优化、木聚糖酶分离纯化、以及酶法降解木聚糖制备XOS工艺优化等过程,建立了绿色环保、成本低廉的XOS的生产工艺。最后,利用分步糖化发酵工艺将纤维素固体残渣发酵制备生物乙醇,实现了木质纤维素主要组分的高值化利用。主要研究结果如下:(1)构建了低浓度助溶剂对甲苯磺酸(p-TsOH)协同氧化剂预处理体系,实现了木质素和半纤维素的高效脱除以及溶剂体系中木质素的回收,并显着提高了玉米秸秆(CS)的酶水解效果。通过反应条件的探索和优化,确定了该体系的最佳预处理条件为:p-TsOH(25wt%)和H2O2(0.4 g/g CS),在100℃下反应30 min。预处理后木质素去除率为88.9%,预处理底物的酶解还原糖产率可达96.1%。(2)成功从土壤中分离得到一株胞外分泌木聚糖酶的米曲霉菌株TR08。通过单因素实验优化其发酵条件,确定了TR08产酶的最优条件为:在180 r/min、32℃下,发酵液初始pH 7.5,发酵156 h。发酵结束后,发酵液中酶活最高达1264 IU/m L。此外,TR08所产木聚糖酶的最适反应温度和pH值分别为55℃和5.0,pH稳定性高,其催化活性可通过添加0.25 m M的Fe3+进行调节,相较于空白样品酶催化活性可提高15%。(3)以玉米芯为原料,构建了水热预处理组合酶法制备XOS的工艺,实现了半纤维素的高度降解,显着提高了XOS的产量。采用单因素法和正交法实验设计,确定了最优工艺条件为:第一步,设置玉米芯与水固液比1:15 w:v,在180℃下反应60 min;第二步,调节上述反应液pH至7,每毫升反应液添加15 IU/m L的酶液,在55℃下反应2 h。基于此过程,以玉米芯生产XOS的产率可达181.7 g XOS/kg玉米芯。最后,将残余的玉米芯固体进行酶水解和发酵,其酶水解还原糖产率可达87.1%,该糖化液发酵后乙醇产率占理论产率的94.9%。
王尧悦[10](2021)在《动物胃肠道微生物源纤维素酶基因的挖掘与功能鉴定》文中提出纤维素作为农作物秸秆的主要成分是限制秸秆饲料化利用的关键因素,挖掘高效纤维素酶是提高秸秆利用率的有效方法。植食性动物胃肠道微生物是纤维素酶的重要筛选来源,目前的研究主要集中在反刍动物瘤胃微生物,对其它纤维素降解能力强的动物胃肠道微生物研究较少,而且通过传统的微生物体外培养方法无法获得不可培养微生物所产纤维素酶。因此,本研究避开传统的微生物培养方法,利用宏基因组测序技术研究三种植食性动物胃肠道内容物中纤维素降解相关的微生物群落组成、代谢功能及纤维素酶基因的分布差异,利用宏基因组Fosmid文库挖掘新型、高效的纤维素酶基因,并通过纤维素酶基因的序列分析、异源表达及对秸秆的降解效果研究,验证了利用Fosmid文库筛选新型、高效纤维素酶基因的可行性。获得的主要研究结果如下:1.通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察、X射线衍射仪(XRD)及傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)分析发现被圆唇散白蚁和松瘤象蛀食后的木材中纤维素结构被破坏,说明圆唇散白蚁和松瘤象对纤维素生物质具有强降解作用。2.利用宏基因组测序技术比较了5只西藏山羊瘤胃、1,800只圆唇散白蚁后肠及24只松瘤象肠道微生物,结果表明西藏山羊瘤胃中的Prevotella sp.FD3004和Ruminococcus flavefaciens丰度显着高于圆唇散白蚁和松瘤象肠道中的菌种丰度(P<0.05);圆唇散白蚁后肠中Treponema primitia,Treponema azotonutricium,Treponema endosymbiont of Eucomonympha sp.和Treponema brennaborense含量显着高于松瘤象肠道和西藏山羊瘤胃中对应微生物的含量(P<0.05);松瘤象肠道中Lactococcus lactis,Dysgonomonas capnocytophagoides和Lactobacillus fabifermentans的含量显着高于其它两种植食性动物胃肠道中的相应菌种(P<0.05)。这些差异菌种多数都具有纤维素类物质降解功能。3.比较不同植食性动物胃肠道内容物的纤维素酶和半纤维素酶活性发现西藏山羊瘤胃中β-葡萄糖苷酶活性显着低于圆唇散白蚁和松瘤象肠道中的活性(P<0.05),松瘤象肠道中内切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和外切葡聚糖酶活力均高于其它两种植食性动物胃肠道中的纤维素酶活力(P<0.05)。4.将宏基因组直接测序预测的基因进行功能注释,比较西藏山羊瘤胃、圆唇散白蚁后肠及松瘤象肠道微生物在“碳水化合物代谢”分类下三级通路的丰度,在西藏山羊瘤胃中ko00520、ko00500和ko00052丰度显着高于其它两种植食性昆虫(P<0.05),ko00620在圆唇散白蚁后肠中丰度最高(P<0.05),ko00640在松瘤象肠道中丰度最高(P<0.05)。糖苷水解酶(GH)家族中GH5、GH45、GH124、GH3和GH10在西藏山羊瘤胃中的丰度显着高于其它两种植食性动物(P<0.05),GH51和GH116在圆唇散白蚁后肠中的丰度最高(P<0.05),GH8、GH9和GH1在松瘤象肠道中的丰度显着高于其它两种植食性动物(P<0.05)。此外,西藏山羊瘤胃中的EC3.2.1.40、3.2.1.21和3.2.1.80丰度显着高于另外两种植食性动物(P<0.05)。上述结果表明,可将这三种植食性动物胃肠道微生物作为纤维素酶基因的筛选来源。5.利用宏基因组测序技术无法获得新型纤维素酶基因序列,所以本试验构建了西藏山羊瘤胃(1,700个克隆子,覆盖率大约为68 Mb)、圆唇散白蚁后肠(1,900个克隆子,覆盖率大约为76 Mb)以及松瘤象肠道(2,112个克隆子,覆盖率大约为84.48 Mb)的宏基因组Fosmid文库。从西藏山羊瘤胃、圆唇散白蚁和松瘤象肠道宏基因组Fosmid文库中通过功能筛选的方法分别鉴定到阳性克隆子98、244和153个。通过比较不同功能水解圈的大小,最终以能同时产内切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶的克隆子R-A2、RE1和T-B4开展后续基因筛选试验。6.从构建的阳性Fosmid质粒R-A2、R-E1和T-B4的亚克隆文库中筛选到3个同时产内切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶的双功能基因,分别命名为A2-Y12-2,Rbs A及Y14。经序列比对发现,A2-Y12-2和Rbs A与NCBI数据库中的两个已知蛋白序列相似(>99%),但与已报道纤维素酶的氨基酸序列均同源性较低。此外,Y14对应的氨基酸序列与NCBI数据库中的已知序列均同源性较低(相似性为53%),表明其为新型的纤维素酶基因,且通过蛋白质三级结构预测到Y14催化活性位点为Ser385和Asn388。7.将上述筛选到的3个双功能基因A2-Y12-2,Rbs A及Y14分别通过无缝克隆连接至p ET-28a(+)载体上,并将其转至Escherichia coli(E.coli)BL21(DE3)中成功诱导表达。通过酶学特性分析发现新型基因Y14所表达的内切葡聚糖酶在最适反应条件(50℃,p H5.5)时,比活力可达11.79 U/mg,高于双功能酶A2-Y12-2(50℃,p H 5.5)和Rbs A(37℃,p H 5.5)在最适反应条件下所产酶的比活力;基因Y14所表达的β-葡萄糖苷酶在最适反应条件(37℃,p H 8.5)时,比活力为0.41 U/mg,高于双功能酶A2-Y12-2(50℃,p H 8.5)和Rbs A(50℃,p H 8.5)在最适反应条件下所产酶的比活力。8.小麦秸秆和稻草被双功能酶Rbs A、A2-Y12-2和Y14在50℃从第0 d降解至第7 d时,粗纤维含量均有所降低,这表明本研究中的3个双功能酶在50℃均具有热稳定性。截至第7 d,双功能酶Y14对稻草的降解效果最好,CF降解率为18.16%;A2-Y12-2对小麦秸秆的降解效果最好,CF降解率为17.53%。通过FE-SEM、XRD和FTIR分析结果也表明双功能纤维素酶对秸秆中的纤维素均有降解作用,其中双功能酶A2-Y12-2和Y14对稻草和小麦秸秆中纤维素的降解效果优于Rbs A。综上所述,西藏山羊瘤胃、圆唇散白蚁后肠及松瘤象肠道中的宏基因组可作为筛选纤维素酶基因的来源;从构建的不同植食性动物胃肠道宏基因组Fosmid文库中筛选的新型纤维素酶基因丰富了现有的纤维素酶基因资源库,为提高秸秆类农副产品的畜禽饲料化利用效率提供参考依据。
二、玉米芯木聚糖和桦木木聚糖组成成分及结构的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、玉米芯木聚糖和桦木木聚糖组成成分及结构的研究(论文提纲范文)
(1)黑酵母Hortaea werneckii GH10家族耐热木聚糖酶的异源表达及其降解桑皮特性(论文提纲范文)
1 材料与方法 |
1.1 材料及主要试剂和仪器 |
1.1.1 菌株 |
1.1.2 材料与试剂 |
1.1.3 仪器 |
1.2 目的基因表达菌株构建 |
1.2.1 序列的选择与合成 |
1.2.2 表达菌株的构建 |
1.3 重组木聚糖酶的酶学性质及动力学测定 |
1.3.1 酶学性质及动力学测定 |
1.3.2 金属离子抗性实验 |
1.4 重组木聚糖酶与纤维素酶协同水解桑皮 |
1.4.1 天然木质素预处理 |
1.4.2 协同水解 |
2 结果与分析 |
2.1 木聚糖酶蛋白的纯化 |
2.2 酶学性质分析 |
2.2.1 最适pH和pH稳定性 |
2.2.2 最适温度和热稳定性 |
2.2.3 金属离子及EDTA抗性 |
2.2.4 动力学分析 |
2.3 水解桑皮分析 |
2.3.1 还原糖含量分析 |
2.3.2 协同度分析 |
2.3.3 电镜扫描分析 |
3 讨论 |
(2)伴侣蛋白提高木糖苷酶的可溶性表达及其协同酶解木聚糖(论文提纲范文)
1 实 验 |
1.1 材料与仪器 |
1.1.1 菌株、质粒与载体 |
1.1.2 试剂 Ex Taq DNA聚合酶、dNTP、T4 |
1.1.3 培养基 |
1.1.4 仪器 |
1.2 菌株的重组 |
1.2.1 原核表达菌株的构建 |
1.2.2 分子伴侣蛋白质粒筛选及SDS-PAGE分析 |
1.2.3 重组菌的诱导表达 |
1.2.4 酶活测定 |
1.3 协同酶解木聚糖 |
1.4 产物检测及计算 |
2 结果与讨论 |
2.1 原核表达载体的构建及重组蛋白的表达 |
2.2 不同分子伴侣蛋白对Xln-DT可溶性表达的影响 |
2.3 共表达菌株的表达条件优化 |
2.4 Xln-DT协同XynB-DT酶解木聚糖 |
3 结 论 |
(4)基于溶剂体系的生物质水热定向调控方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 生物质资源开发现状 |
1.2 木质纤维素资源化利用 |
1.2.1 木质纤维素类生物质概述 |
1.2.2 木质纤维素生物质炼制技术 |
1.3 水热反应技术 |
1.3.1 水热反应原理 |
1.3.2 水热气化技术 |
1.3.3 水热液化技术 |
1.3.4 水热碳化技术 |
1.4 水热过程中产物调控方法 |
1.4.1 水热水解制备平台化合物 |
1.4.2 水热腐殖化制备多功能腐殖酸 |
1.5 选题目的与研究内容 |
1.5.1 研究目的与意义 |
1.5.2 研究内容 |
1.5.3 技术路线 |
2 有机溶剂体系下水热水解制备糠醛类化学品 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 原料及药品 |
2.2.2 水热实验装置及实验流程 |
2.2.3 实验设计 |
2.2.4 实验仪器 |
2.2.5 产物分析方法 |
2.2.6 产物产率计算方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 多种溶剂体系下糠醛、5-HMF产率 |
2.3.2 水热反应过程参数优化 |
2.3.3 水热温度和溶剂比例为因子的正交实验 |
2.3.4 以糠醛、木糖为原料的水热反应实验 |
2.3.5 水热反应过程的质量衡算以及机理探究 |
2.3.6 THF循环利用效率探究 |
2.4 本章小结 |
3 水溶剂体系下水热碳化制备腐殖酸 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 原料、仪器以及药品 |
3.2.2 水热实验装置及实验流程 |
3.2.3 产物分析方法 |
3.2.4 产物产率计算方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 水热碳化反应过程参数优化 |
3.3.2 溶剂酸碱性对腐殖酸产率的影响 |
3.3.3 腐殖酸有效成分分析 |
3.3.4 腐殖酸表面官能团分布 |
3.3.5 腐殖酸元素组成分析 |
3.3.6 水热炭SEM分析 |
3.3.7 水热碳化过程中腐殖酸生成机制 |
3.4 本章小结 |
4 溶剂体系对水热反应固相产物的影响及其规律 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 原料及制备过程 |
4.2.2 产物分析方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 元素分析结果 |
4.3.2 FT-IR分析结果 |
4.3.3 热重分析结果 |
4.3.4 TG-FTIR-GC/MS三联机分析结果 |
4.4 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(5)玉米秸秆髓芯制备低聚木糖的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 木质纤维素生物质资源 |
1.1.2 玉米秸秆利用现状及分析 |
1.2 半纤维素分离及木聚糖的制备 |
1.2.1 木聚糖提取方法 |
1.3 低聚木糖的研究 |
1.3.1 低聚木糖的性质 |
1.3.2 低聚木糖的制备方法 |
1.3.3 低聚木糖的纯化 |
1.4 研究意义 |
1.5 研究内容 |
第2章 材料配制及分析方法 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验仪器 |
2.3 实验药品 |
2.4 木聚糖的制备 |
2.4.1 木聚糖制备步骤 |
2.4.2 木聚糖除杂 |
2.5 低聚木糖的制备 |
2.5.1 低聚木糖的制备步骤 |
2.5.2 低聚木糖酸析与纯化 |
2.6 检测方法 |
2.6.1 玉米秸秆髓芯原料组分分析 |
2.6.2 酶的选择 |
2.6.3 木聚糖酶活力的测定以及DNS试剂的配制 |
2.6.4 木糖标准曲线的绘制 |
2.7 木聚糖、低聚木糖分析与表征 |
2.7.1 糖含量分析 |
2.7.2 总糖和还原糖的计算 |
2.7.3 木聚糖色值分析 |
2.7.4 低聚木糖色值分析 |
2.7.5 环境扫描电镜分析(SEM) |
2.7.6 木聚糖核磁测定(NMR) |
2.7.7 低聚木糖核磁测定(NMR) |
2.7.8 木聚糖热重测定(TG-DTG) |
2.7.9 低聚木糖热重测定(TG-DTG) |
2.7.10 木聚糖红外分析(FT-IR) |
2.7.11 低聚木糖红外分析(FT-IR) |
2.8 实验技术路线 |
第3章 酸碱结合法提取玉米秸秆髓芯中半纤维素木聚糖的研究 |
3.1 实验设计 |
3.1.1 单因素实验设计 |
3.1.2 正交实验优化实验工艺 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 不同预处理方式对木聚糖产率的影响 |
3.2.2 得率分析 |
3.2.3 正交实验优化工艺参数 |
3.3 木聚糖分析与表征 |
3.3.1 木聚糖色值分析 |
3.3.2 木聚糖糖液组分分析 |
3.3.3 木聚糖红外光谱分析 |
3.3.4 木聚糖~1H-NMR分析 |
3.3.5 木聚糖~(13)C-NMR分析 |
3.3.6 木聚糖热重分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 响应面法优化酶解制备低聚木糖的工艺研究 |
4.1 实验设计 |
4.1.1 单因素实验设计 |
4.1.2 响应面优化试验 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 酶解单因素实验 |
4.2.2 响应面法优化实验结果 |
4.2.3 响应面回归模型方差分析 |
4.2.4 响应面交互作用分析与优化 |
4.3 低聚木糖分析与表征 |
4.3.1 低聚木糖糖组分含量分析 |
4.3.2 低聚木糖红外分析 |
4.3.3 低聚木糖~1H-NMR分析 |
4.3.4 低聚木糖~(13)C-NMR分析 |
4.3.5 低聚木糖热重分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
(6)低共熔溶剂预处理及酶解木质纤维素的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 木质纤维素 |
1.2.1 木质纤维素的组成结构 |
1.2.2 影响木质纤维素酶解的顽抗性因素 |
1.3 低共熔溶剂预处理木质纤维素 |
1.3.1 低共熔溶剂的合成和性质 |
1.3.2 低共熔溶剂预处理木质纤维素上的研究现状 |
1.3.3 低共熔溶剂对酶活性和稳定性的影响 |
1.4 本研究的主要内容和意义 |
1.5 技术路线 |
第二章 路易斯酸介导的甘油低共熔溶剂预处理甘蔗渣 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料和仪器 |
2.2.1 实验试剂 |
2.2.2 实验仪器 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 蔗渣组分分析 |
2.3.2 低共熔溶剂的预处理和循环利用 |
2.3.3 木质素纯度、产率、相对分子量及预处理副产物的测定 |
2.3.4 固体残渣酶水解 |
2.3.5 纤维素酶解木质素的制备 |
2.3.6 木质素表面电荷的测定 |
2.3.7 木质素疏水性的测定 |
2.3.8 SEM、FT-IR、XRD结构表征 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 预处理条件优化 |
2.4.2 甘油-AlCl_3低共熔溶剂循环 |
2.4.3 木质素和木聚糖去除与酶水解的相关性 |
2.4.4 预处理固体残渣的表征 |
2.4.5 木糖、AlCl_3、甘油对固体残渣酶水解的影响 |
2.4.6 有机溶剂木质素和纤维素酶解木质素对固体残渣酶水解的影响 |
2.4.7 一锅法酶水解 |
2.5 本章小结 |
第三章 FeCl_3/氯化胆碱、FeCl_3/甘油、氯化胆碱/甘油/FeCl_3低共熔溶剂预处理玉米秸秆比较 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料和仪器 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 实验仪器 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 玉米秸秆组分分析 |
3.3.2 预处理溶剂的制备 |
3.3.3 预处理熔溶剂的预处理和循环利用 |
3.3.4 木质素纯度、产率、相对分子量及预处理水解液抑制物浓度的测定 |
3.3.5 固体残渣酶水解 |
3.3.6 木质素对微晶纤维素(MCC)酶水解的影响 |
3.3.7 木质素表面电荷的测定 |
3.3.8 木质素疏水性的测定 |
3.3.9 结构表征 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 预处理固体残渣组分分析 |
3.4.2 预处理固体残渣酶水解 |
3.4.3 预处理溶剂循环 |
3.4.4 预处理固体残渣的表征 |
3.4.5 预处理水解液的抑制物分析 |
3.4.6 五种预处理木质素的特征分析和对酶水解的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 不同氢键受体低共熔溶剂表征及预处理玉米秸秆的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料和仪器 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 实验仪器 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 低共熔溶剂的制备 |
4.3.2 黏度和密度测量 |
4.3.3 电导率测定 |
4.3.4 低共熔溶剂红外光谱表征 |
4.3.5 低共熔溶剂的K-T值的测定 |
4.3.6 玉米秸秆的组分分析 |
4.3.7 低共熔溶剂预处理玉米秸秆 |
4.3.8 木质素纯度、产率及相对分子量的测定 |
4.3.9 预处理固体残渣酶水解 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 低共熔溶剂的化学结构 |
4.4.2 低共熔溶剂的红外表征、密度、黏度和电导率 |
4.4.3 低共熔溶剂K-T极性参数 |
4.4.4 不同氢键受体低共熔溶剂预处理玉米秸秆组分分析和酶水解 |
4.4.5 不同氢键受体低共熔溶剂木质素组分分析及产率 |
4.5 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
附录1 NREL法测定秸秆组分 |
附录2 单糖、酸和糠醛等液相测定方法 |
附录3 福林-酚法测总酚含量 |
附录4 纤维素酶和纤维二糖酶活测定 |
附录5 DNS法测还原糖 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
(7)多形拟杆菌乙酰木聚糖酯酶BTAxe1的理性设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 半纤维素及木聚糖 |
1.1.1 半纤维素概述 |
1.1.2 木聚糖及木聚糖水解酶概述 |
1.2 肠道菌群在多糖降解中的作用及多糖水解酶的研究进展 |
1.2.1 肠道菌群在多糖转化中的作用 |
1.2.2 肠道菌群多糖降解后产物——短链脂肪酸 |
1.2.3 肠道菌群编码的多糖水解酶 |
1.3 乙酰木聚糖酯酶 |
1.3.1 乙酰木聚糖酯酶分类 |
1.3.2 肠道来源的乙酰木聚糖酯酶 |
1.4 课题研究背景及内容 |
1.4.1 研究背景及意义 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 技术路线 |
第二章 酶基因挖掘、分子克隆及表达纯化 |
2.1 前言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 实验材料与仪器 |
2.2.2 实验方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 BT_1008的序列分析 |
2.3.2 BT_1008基因的克隆 |
2.3.3 BTAxe1的表达与纯化 |
2.4 本章主要结论 |
第三章 BTAxe1的酶学性质表征 |
3.1 前言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 实验材料与仪器 |
3.2.2 实验方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 BTAxe1的最适温度和温度稳定性 |
3.3.2 BTAxe1的最适pH和pH稳定性 |
3.3.3 金属离子及其它化学试剂等添加剂对BTAxe1活性影响 |
3.3.4 BTAxe1的动力学参数及其底物偏好性 |
3.4 本章主要结论 |
第四章 BTAxe1的结构研究 |
4.1 前言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 实验材料和仪器 |
4.2.2 实验方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 BTAxe1晶体筛选与优化及数据收集 |
4.3.2 BTAxe1整体结构分析 |
4.3.3 BTAxe1局部结构分析 |
4.3.4 BTAxe1关键催化活性位点验证 |
4.4 本章主要结论 |
第五章 BTAxe1的理性设计 |
5.1 前言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 实验材料及仪器 |
5.2.2 实验方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 BTAxe1突变体设计及获得 |
5.3.2 BTAxe1突变体的酶活测定 |
5.3.3 理性设计BTAxe1拓宽底物特异性及提高活力机制 |
5.3.4 天然底物水解分析 |
5.4 本章主要结论 |
第六章 全文结论 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
(8)基于有机酸预处理的小麦秸秆聚糖组分水解技术研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 前言 |
1.1 研究背景 |
1.2 立题依据 |
第二章 文献综述 |
2.1 小麦秸秆概述 |
2.2 小麦秸秆的表皮蜡 |
2.3 蜡质脱除技术 |
2.3.1 有机溶剂提取法 |
2.3.2 超临界二氧化碳萃取法 |
2.3.3 碱法脱蜡 |
2.3.4 生物酶法脱蜡 |
2.4 半纤维素的转化 |
2.4.1 小麦秸秆半纤维素的结构 |
2.4.2 低聚木糖的制备方法对比 |
2.4.3 常用有机酸 |
2.4.4 有机酸的分离和回收 |
2.5 纤维素的转化 |
2.5.1 酸水解法 |
2.5.2 水热液化处理法 |
2.5.3 纤维素酶水解法 |
2.6 研究目的和技术路线 |
第三章 基于醋酸预处理的小麦秸秆聚糖组分水解技术研究 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 原料 |
3.1.2 试剂 |
3.1.3 实验仪器 |
3.1.4 醋酸酸解小麦秸秆制备低聚木糖 |
3.1.5 醋酸酸解小麦秸秆制备低聚木糖的正交试验 |
3.1.6 酶水解 |
3.1.7 醋酸预处理联合酶水解技术的中试试验 |
3.1.8 醋酸根的原位化学固定技术 |
3.1.9 喷雾干燥 |
3.1.10 分析方法 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 醋酸预处理小麦秸秆制备低聚木糖的工艺优化 |
3.2.2 小麦秸秆聚糖的酸水解动力学 |
3.2.3 醋酸预处理小麦秸秆纤维素的酶水解性能 |
3.2.4 醋酸根的原位化学固定技术研究 |
3.3 小结 |
第四章 有机溶剂抽提辅助醋酸预处理小麦秸秆技术研究 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 原料 |
4.1.2 试剂 |
4.1.3 实验仪器 |
4.1.4 有机溶剂抽提 |
4.1.5 醋酸预处理技术 |
4.1.6 抽提物的返添加 |
4.1.7 酶水解 |
4.1.8 分析方法 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 抽提对醋酸预处理小麦秸秆制备低聚木糖的影响 |
4.2.2 抽提对醋酸预处理小麦秸秆纤维素酶水解的影响 |
4.2.3 抽提对不同木质纤维原料醋酸预处理效果的影响 |
4.3 小结 |
第五章 小麦秸秆两步醋酸预处理技术的研究 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 原料 |
5.1.2 试剂 |
5.1.3 实验仪器 |
5.1.4 木聚糖粉末的醋酸预处理技术 |
5.1.5 均匀设计试验法 |
5.1.6 木质纤维原料的两步醋酸预处理技术 |
5.1.7 酶水解 |
5.1.8 分析方法 |
5.2 结果与讨论 |
5.2.1 木聚糖醋酸催化水解的反应模型研究 |
5.2.2 两步醋酸预处理对小麦秸秆制备低聚木糖的影响 |
5.2.3 两步醋酸预处理对小麦秸秆纤维素酶水解的影响 |
5.2.4 两步醋酸预处理对不同木质纤维原料的应用效果 |
5.3 小结 |
第六章 基于木糖酸预处理的小麦秸秆聚糖组分水解技术研究 |
6.1 材料与方法 |
6.1.1 原料 |
6.1.2 试剂 |
6.1.3 实验仪器 |
6.1.4 木糖酸预处理技术 |
6.1.5 均匀设计试验方法 |
6.1.6 酶水解 |
6.1.7 分析方法 |
6.2 结果与讨论 |
6.2.1 木糖酸预处理的小麦秸秆制备低聚木糖的工艺优化 |
6.2.2 小麦秸秆木聚糖酸水解动力学 |
6.2.3 木糖酸预处理后小麦秸秆纤维素的酶水解性能 |
6.2.4 木糖酸预处理技术对不同木质纤维原料的应用效果 |
6.3 小结 |
第七章 结论 |
7.1 结论 |
7.2 特色与创新 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
参考文献 |
(9)酶法转化玉米芯制备低聚木糖及其残渣的高值化利用研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 木质纤维素 |
1.2.1 纤维素 |
1.2.2 半纤维素 |
1.2.3 木质素 |
1.3 木质纤维素的预处理 |
1.3.1 物理预处理 |
1.3.2 化学预处理 |
1.3.3 物理化学预处理 |
1.3.4 生物预处理 |
1.4 低聚木糖的制备 |
1.4.1 低聚木糖 |
1.4.2 制备低聚木糖的原料 |
1.4.3 制备低聚木糖的方法 |
1.5 木聚糖酶 |
1.5.1 木聚糖酶的种类 |
1.5.2 生产木聚糖酶的微生物 |
1.6 本文的研究内容及创新点 |
1.6.1 本文的研究内容 |
1.6.2 本文的创新点 |
2 低浓度助溶剂对甲苯磺酸协同氧化剂预处理玉米秸秆的研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验原料、试剂和仪器 |
2.2.1 原材料 |
2.2.2 实验药品 |
2.2.3 实验设备 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 预处理 |
2.3.2 组分分析 |
2.3.3 酶水解 |
2.3.4 预处理底物酶水解液发酵产乙醇 |
2.3.5 木质素的提取和表征 |
2.3.6 预处理液的重复回用 |
2.3.7 分析方法 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 p-TsOH协同不同氧化剂的预处理效果 |
2.4.2 p-TsOH/H_2O_2预处理后CS的化学成分分析及酶水解效果 |
2.4.3 酶水解液发酵产乙醇性能 |
2.4.4 预处理后固体的表征分析 |
2.4.5 反应液中木质素的回收和分析表征 |
2.4.6 反应液重复回用 |
2.5 小结 |
3 高产木聚糖酶菌株的选育、发酵条件优化及酶学性质研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验原料、试剂和仪器 |
3.2.1 土样 |
3.2.2 培养基 |
3.2.3 实验药品 |
3.2.4 实验设备 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 菌种的初筛 |
3.3.2 菌种的复筛 |
3.3.3 木糖标准曲线的制作 |
3.3.4 酶活力测定方法 |
3.3.5 菌株产酶进程测定 |
3.3.6 硫酸铵分级沉淀 |
3.3.7 SDS-PAGE |
3.3.8 发酵初始pH和温度优化 |
3.3.9 酶学性质研究 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 产木聚糖酶的菌株筛选结果 |
3.4.2 TR08 菌株的鉴定 |
3.4.3 18S rDNA序列分析 |
3.4.4 产酶进程测定 |
3.4.5 培养温度和pH的影响 |
3.4.6 硫酸铵分级沉淀 |
3.4.7 SDS-PAGE |
3.4.8 酶学性质研究 |
3.5 小结 |
4 玉米芯水热预处理组合酶法制备低聚木糖的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验原料、试剂和仪器 |
4.2.1 原材料 |
4.2.2 实验药品 |
4.2.3 实验仪器 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 水热预处理 |
4.3.2 组分分析 |
4.3.3 固体残渣酶水解 |
4.3.4 固体残渣酶水解液发酵产乙醇 |
4.3.5 酶法制备XOS |
4.3.6 分析方法 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 水热预处理前后玉米芯及反应液化学成分分析 |
4.4.2 水热预处理前后玉米芯固体表征 |
4.4.3 固体残渣酶水解及酶水解液发酵产乙醇性能 |
4.4.4 酶法制备XOS的条件优化 |
4.4.5 正交实验优化酶法制备XOS条件 |
4.5 小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间研究成果 |
致谢 |
(10)动物胃肠道微生物源纤维素酶基因的挖掘与功能鉴定(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号对照表 |
文献综述部分 |
第一章 纤维素生物质降解酶概述及宏基因组学研究进展 |
前言 |
1.1 木质纤维素酶的组成及降解作用 |
1.1.1 木质纤维素的组成 |
1.1.2 木质纤维素的降解方法 |
1.1.3 纤维素酶的组成及降解作用 |
1.1.4 半纤维素酶的组成及降解作用 |
1.2 产纤维素酶和半纤维素酶的微生物来源 |
1.2.1 植食性动物胃肠道微生物来源 |
1.2.2 其他微生物来源 |
1.3 利用宏基因组学技术挖掘纤维素降解酶基因 |
1.3.1 宏基因组学概述 |
1.3.2 胃肠道微生物来源纤维素酶基因的宏基因组筛选 |
1.4 纤维素酶在畜牧业中的应用 |
1.4.1 在反刍动物的应用 |
1.4.2 在单胃动物的应用 |
1.5 研究的目的及意义 |
1.6 技术路线 |
试验研究部分 |
第二章 不同植食性动物胃肠道微生物差异性分析 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 样品收集 |
2.1.2 主要仪器与试剂 |
2.1.3 木材表面形态结构、纤维素结晶度及基团测定 |
2.1.4 微生物基因组DNA的提取及检测 |
2.1.5 文库构建及宏基因组测序 |
2.1.6 序列质量控制和基因组的拼接组装 |
2.1.7 基因预测 |
2.1.8 非冗余基因集的构建及基因丰度的计算 |
2.1.9 物种注释 |
2.1.10 统计学分析 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 木材被蛀食后的表面形态结构、纤维素结晶度以及基团变化 |
2.2.2 植食性动物胃肠道宏基因组直接测序数据统计 |
2.2.3 植食性动物胃肠道微生物的结构组成 |
2.2.4 宏基因组学比较不同植食性动物胃肠道微生物的组成差异 |
2.3 讨论 |
2.3.1 被蛀食后的木材表面形态结构、纤维素结晶度及基团变化 |
2.3.2 植食性动物胃肠道微生物的组成及差异分析 |
2.4 小结 |
第三章 胃肠道中纤维素酶/半纤维素酶基因丰度的差异比较 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 样品来源 |
3.1.2 主要试剂 |
3.1.3 纤维素酶和半纤维素酶活性测定方法 |
3.1.4 功能注释 |
3.1.5 统计学分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 三种植食性动物胃肠道中纤维素酶和半纤维素酶的活性比较 |
3.2.2 植食性动物胃肠道微生物碳水化合物代谢通路差异分析 |
3.2.3 胃肠道宏基因组中与纤维素/半纤维素降解相关的GHs丰度差异 |
3.2.4 不同胃肠道中主要纤维素和半纤维素降解酶的基因丰度差异 |
3.2.5 西藏山羊瘤胃差异菌种及酶类在碳水化合物代谢中的作用 |
3.3 讨论 |
3.4 小结 |
第四章 宏基因组Fosmid文库的构建及纤维素酶基因的挖掘 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 样品来源 |
4.1.2 主要仪器与试剂 |
4.1.3 分子生物学操作试剂盒及工具酶 |
4.1.4 高分子量基因组DNA提取 |
4.1.5 Fosmid文库构建 |
4.1.6 从宏基因组Fosmid文库功能性筛选阳性克隆子 |
4.1.7 Fosmid质粒的提取 |
4.1.8 亚克隆文库的构建与功能基因的筛选 |
4.1.9 序列分析及蛋白质三级结构预测 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 利用植食性动物胃肠道宏基因组构建Fosmid文库 |
4.2.2 Fosmid文库中产纤维素酶和木聚糖酶的克隆子筛选 |
4.2.3 亚克隆文库的构建 |
4.2.4 功能酶基因序列分析 |
4.2.5 Y14的序列分析及蛋白质三级结构预测 |
4.3 讨论 |
4.4 小结 |
第五章 基因异源表达及双功能纤维素酶对秸秆降解效果研究 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 菌株和质粒 |
5.1.2 分子生物学操作试剂盒及工具酶 |
5.1.3 引物序列 |
5.1.4 主要试剂与仪器 |
5.1.5 纤维素酶基因克隆及表达质粒构建 |
5.1.6 纤维素酶基因的异源表达及功能验证 |
5.1.7 重组工程菌的诱导表达 |
5.1.8 SDS-PAGE电泳和蛋白浓度测定 |
5.1.9 酶学性质分析 |
5.1.10 不同粗酶液对小麦秸秆和稻草的降解效果评估 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 重组质粒的构建及基因工程菌的功能验证 |
5.2.2 双功能纤维素酶基因的诱导表达 |
5.2.3 双功能蛋白浓度测定 |
5.2.4 双功能纤维素酶Rbs A、A2-Y12-2和Y14的酶学性质研究 |
5.2.5 双功能酶对小麦秸秆和稻草中粗纤维含量的影响 |
5.2.6 稻草和小麦秸秆被双功能纤维素酶分解后表面形态的变化 |
5.2.7 稻草和小麦秸秆被双功能酶分解后纤维素结晶度的变化 |
5.2.8 稻草和小麦秸秆被双功能酶分解后的基团变化 |
5.3 讨论 |
5.4 小结 |
第六章 结论 |
6.1 总结 |
6.2 创新点 |
6.3 有待进一步研究的问题 |
参考文献 |
附录 |
附录A 圆唇散白蚁和松瘤象微生物基因组DNA提取方法 |
附录B 构建PE文库 |
附录C 不同培养基配制方法 |
附录D 瘤胃内容物中微生物高分子量基因组DNA提取方法 |
附录E Fosmid质粒提取方法 |
附录F 应用滤袋技术测定粗纤维洗涤(CF)的方法 |
致谢 |
个人简历 |
四、玉米芯木聚糖和桦木木聚糖组成成分及结构的研究(论文参考文献)
- [1]黑酵母Hortaea werneckii GH10家族耐热木聚糖酶的异源表达及其降解桑皮特性[J]. 谢晨,游帅,张温馨,白致远,吴福安,王俊. 蚕业科学, 2021
- [2]伴侣蛋白提高木糖苷酶的可溶性表达及其协同酶解木聚糖[J]. 李琦,朱文慧,姜云鹏,赵林果. 林产化学与工业, 2021(05)
- [3]GH10家族高温木聚糖酶基因异源表达及动物体温下催化效率分子改良[D]. 谢晨. 江苏科技大学, 2021
- [4]基于溶剂体系的生物质水热定向调控方法研究[D]. 王文祥. 大连理工大学, 2021(01)
- [5]玉米秸秆髓芯制备低聚木糖的研究[D]. 潘晴. 北华大学, 2021(12)
- [6]低共熔溶剂预处理及酶解木质纤维素的研究[D]. 竹源. 广西大学, 2021(12)
- [7]多形拟杆菌乙酰木聚糖酯酶BTAxe1的理性设计[D]. 王璐瑶. 中国农业科学院, 2021
- [8]基于有机酸预处理的小麦秸秆聚糖组分水解技术研究[D]. 郭健铭. 南京林业大学, 2021
- [9]酶法转化玉米芯制备低聚木糖及其残渣的高值化利用研究[D]. 季晖龙. 常州大学, 2021(01)
- [10]动物胃肠道微生物源纤维素酶基因的挖掘与功能鉴定[D]. 王尧悦. 西北农林科技大学, 2021