导读:本文包含了水解液脱毒论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:玉米秸秆,酸阻滞,连续效膜蒸馏,脱毒
水解液脱毒论文文献综述
李青[1]（2018）在《玉米秸秆酸水解液脱毒浓缩并用于乙醇发酵的研究》一文中研究指出以玉米秸秆等木质纤维素为原料生产燃料乙醇的关键工艺之一是酸水解制取可发酵糖,该过程存在酸回收困难、副产物抑制发酵等难题。本文在课题组前期研究的基础上将酸阻滞与连续效膜蒸馏(CEMD)过程整合并优化工艺条件,以实现秸秆酸水解液中的糖酸分离、发酵抑制物的脱除以及稀糖液与稀酸液的浓缩回收,并验证浓缩糖液用于乙醇发酵的可行性。本研究使用酸阻滞过程对秸秆酸水解液进行糖酸分离,结果表明,该过程能够有效地分离水解液中的糖和酸,且葡萄糖和硫酸的回收率分别为99.12%和98.92%。在糖酸分离的同时,酸阻滞过程还能有效脱除水解液中的发酵抑制物,其对酚类物质的脱除率是92.50%,而有机酸类和呋喃醛类物质基本完全被脱除。本研究探讨了CEMD用于糖酸分离所得稀糖液和稀酸液深度浓缩的可行性。结果表明,CEMD可将稀糖液浓缩5倍左右,葡萄糖的截留率始终保持在100%,过程中最大的渗透通量和造水比分别为4.84 L/(m~2·h)和15.27,相当于传统十八效蒸发器的能效。在稀酸液深度浓缩实验中,硫酸最终可被浓缩至43.43wt%,此时的造水比仍可达6.43。本研究通过探讨接种量、转速、温度、初始pH、葡萄糖浓度等参数对乙醇发酵的影响来确定最佳发酵条件。在该条件下使用酿酒酵母CICC 1308进行水解液的乙醇发酵实验的结果表明,经24 h的发酵可生成43.06 g/L乙醇,乙醇产率和得率分别为1.79 g/(L·h)和86.31%,糖利用率可达97.95%。其乙醇产量和得率可分别达对照组实验(葡萄糖为碳源)中对应值(47.29 g/L和93.10%)的91.06%和92.71%。本研究表明,将酸阻滞和CEMD过程整合可以有效地用于以秸秆为原料的燃料乙醇的生产中。(本文来源于《天津大学》期刊2018-05-01）
王旭[2]（2016）在《树干毕赤酵母中参与木质纤维素水解液中醛类抑制物脱毒相关酶基因的克隆、表达及活性分析》一文中研究指出木质纤维素,因其具有可再生性、价格低廉以及来源广泛等诸多优点,被认为是燃料乙醇生产的最佳原料。然而,所有的发酵微生物均不能直接有效地发酵木质纤维素生成乙醇,必须在发酵前进行预处理。在此过程中,不可避免地会产生对发酵微生物有强烈抑制作用的有毒副产物,即抑制因子。在众多的抑制因子中,醛类是最为关键的抑制因子。与天然的发酵微生物酿酒酵母相比,树干毕赤酵母不仅能发酵木质纤维素水解产物中的五碳糖,而且还能分泌多种能降解木质纤维素的水解酶。因此,该酵母菌被认为是较为理想的木质纤维素乙醇发酵微生物。人们已对酿酒酵母中与醛类脱毒相关的酶基因进行了较为深入的研究,而对树干毕赤酵母的研究还未见报道。由于这两种酵母菌在分类上存在较远的亲缘关系,必须对树干毕赤酵母中与醛类脱毒相关的酶基因单独开展研究。本论文以树干毕赤酵母(Scheffersomyces stipites)模式菌株CBS 6054为实验材料,借鉴酿酒酵母研究中的结果,选择了树干毕赤酵母基因组中3个基因家族SsADH、SsAAD、SsALD以及1个单独SsGRE2基因作为目的基因,开展了这些基因对关键醛类抑制因子糠醛和5-羟甲基糠醛的转录应答分析。然后将这些基因分别在酿酒酵母中进行过量表达及表达蛋白的功能分析,同时开展了编码蛋白的氨基酸序列分析,获得实验结果如下：(1)通过细胞生长实验的比较分析,发现树干毕赤酵母的生长在初期会受到糠醛或5-羟甲基糠醛的抑制,经过一段时间的迟滞期后又会重新恢复细胞生长。采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术,我们开展了树干毕赤酵母中3个基因家族SsADH、SsAAD、SsALD以及1个单独SsGRE2基因共20个目的基因在迟滞期内对糠醛或5-羟甲基糠醛应激条件下转录变化的绝对定量分析。结果发现,在SsADH家族的7个基因中,SsADH4和SsADH6的转录水平在糠醛和5-羟甲基糠醛应激条件下均有了显着提高,转录数量最高上调了150倍。在SsAAD家族的5个基因中,SsAAD3在糠醛和5-羟甲基糠醛应激条件下均显着提高,转录数量最高上调8倍。SsGRE2在糠醛和5-羟甲基糠醛应激条件下均显着提高,转录数量最高上调了26.5倍。在SsALD家族的7个基因中,SsALD6在糠醛应激条件下转录数量上调了5.5倍,SsALD3在5-羟甲基糠醛应激条件下表达量上调1.5倍。其它基因的表达量在这两种醛应激条件下无明显上调,有的甚至出现下降。(2)采用PCR技术扩增获得了20个目的基因的编码序列,分别构建了重组穿梭质粒,并且在酿酒酵母实验菌株中获得了成功表达。表达蛋白的酶学性质研究发现,在SsADH家族中,SsAdh4p、SsAdh5p、SsAdh6p以及SsAdh7p可同时以NADH和NADPH为辅酶对糠醛有活性,而SsAdh1p只能以NADH为辅酶对糠醛有活性。SsAdh4p、SsAdh5p、SsAdh6p以及SsAdh7p只能以NADPH为辅酶对5-羟甲基糠醛有活性。这些酶催化反应的最适pH均为6.0,最适温度均为30℃。在以NADH为辅酶时,SsAdh7p对糠醛的亲和力最强(Km,1.94±0.02 mM)；而在以NADPH为辅酶时,SsAdh4p对糠醛和5-羟甲基糠醛催化的亲和力最强(Km,0.24±0.02mM和0.26±0.03 mM)。在SsAAD家族中,所有的5个编码蛋白均能以NADH为辅酶对糠醛有活性,而仅有SsAad2p在以NADPH为辅酶时对5-羟甲基糠醛有活性。所有蛋白催化糠醛和5-羟甲基糠醛反应的最适pH值在6.0-7.0之间,适温度在30℃左右。在以NADH为辅酶时,SsAad4p对糠醛的亲和力最强(Km,3.24±0.03 mM),但SsAad5p对糠醛的催化效率最高(Kcat/Km,78.51±1.82 mM-1 min-1)。SsGre2p能利用两种辅酶对糠醛表现出活性,但仅能利用NADPH为辅酶对5-羟甲基糠醛表现出活性。以NADH为辅酶催化糠醛反应时的最适pH值为6.0,以NADPH为辅酶催化糠醛和5-羟甲基糠醛反应时的最适pH值均为7.0。以NADH和NADPH为辅酶还原糠醛时的最适温度均为20 ℃,但以NADPH为辅酶还原5-羟甲基糠醛时的最适温度则为40 ℃。在以NADH为辅酶情况下,SsGre2p对糠醛的亲和力最强(Km,0.36 mM)。在SsALD家族中,无论是以糠醛还是5-羟甲基糠醛为底物,在两种辅酶的作用下所有目的蛋白均表现出较弱的催化活性。(3)以其它9种醛类(大部分为木质纤维素水解液中的醛类因子)为底物的酶活实验研究发现,在SsADH家族中,大多数蛋白对大部分的供试醛表现出活性。SsAdh1p在以NADH为辅酶时对乙醛的活性最高(883.07±8.23 U/mg)。在SsAAD家族中,SsAad2p和SsAad3p在以NADH为辅酶时对7种以上的醛表现出活性。而SsAad4p则在以NADPH为辅酶时对6种醛表现出活性。其中SsAad2p在以NADH为辅酶时对乙醛的活性最高(208.45±5.36 U/mg)。SsGre2p对所有的供试醛类都表现出活性。在以NADPH为辅酶时对苯乙醛的活性最高(25.72±0.29 U/mg)。在SsALD家族中,SsAld1p、SsAld4p和SsAad7p对供试醛类的活性较为广泛。其中SsAld1p在以NADH为辅酶时对乙醛的活性最高(112.83±4.02 U/mg)。(4)目的蛋白的氨基酸序列分析结果显示,SsADH家族中的7个蛋白均属于中链脱氢酶(MDR),SsAAD家族中的5个蛋白,除SsAad1p属于短链脱氢酶(SDR)之外,其余蛋白均属于具有锌离子结合位点的中链脱氢酶(MDR)。而SsGre2p属于短链脱氢酶(SDR)。同时,在所有的20个目的蛋白氨基酸序列中,发现了一些相应的保守序列。例如,辅酶结合区域和催化区域等。本论文研究从树干毕赤酵母基因组测序推定的可能编码醛还原酶基因中,成功鉴定出了对木质纤维素水解醛类具有脱毒能力的基因。初步探讨了这些基因对糠醛和5-羟甲基糠醛的转录应答反应,较为系统地分析了编码蛋白的酶学性质。通过综合比较分析,发现了树干毕赤酵母中在糠醛和5-羟甲基糠醛脱毒中最为关键的酶基因及参与脱毒的机理。本研究还发现了一些在其它醇类燃料生产中具有潜力的醛还原酶基因。本论文研究获得的成果,有助于增加对树干毕赤酵母对木质纤维素水解醛类抑制因于脱毒机制的了解,可为新酶的开发利用提供借鉴与参考,为树干毕赤酵母醛类抑制因子耐受的育种改造提供指导,为推进木质纤维素燃料乙醇的工业化生产做出贡献。(本文来源于《四川农业大学》期刊2016-06-01）
王风芹,仝银杏,李传斌,谢慧,宋安东[3]（2016）在《蒸汽爆破玉米芯水解液脱毒及其发酵生产燃料丁醇》一文中研究指出为探究以玉米芯为原料生产燃料丁醇的最佳工艺技术,该研究对蒸汽爆破玉米芯水解液的脱毒方式及脱毒后的水解液的丙酮丁醇发酵进行了研究。结果表明:D301树脂对玉米芯水解液进行脱毒的综合效果最好,甲酸、乙酸和总酚的脱除率分别达到60%、46.04%和56.31%,香草醛脱除率为100%,对糠醛和5-HMF的脱除率分别达到了82.95%和87.52%;同时总糖的损失率为4.38%。D301树脂脱毒后的水解液经C.acetobutylicum CICC 8016发酵丁醇和总溶剂产量分别为5.2和7.5 g/L,葡萄糖和总糖的利用率分别达到100%和73.67%。当D301树脂脱毒的玉米芯水解液初始糖的质量浓度为50 g/L时,丁醇和总溶剂(丙酮、丁醇和乙醇)的质量浓度分别达到最大9.7和14.6 g/L。该研究为利用玉米芯工业化生产燃料丁醇提供了可靠的技术支持。(本文来源于《农业工程学报》期刊2016年05期）
刘青,秦英杰,刘建军,张云,刘立强[4]（2015）在《多效膜蒸馏法秸秆酸水解液的脱毒及糖浓缩》一文中研究指出秸秆酸水解液含有有毒组分从而影响发酵效率.本文研究了多效膜蒸馏用于模拟秸秆酸水解液中抑制性挥发组分的脱除和糖分浓缩,以膜通量J、造水比GOR(gained-output-ratio)和葡萄糖截留率Rg为性能指标,考察冷料液进口温度T1、加热后料液进口温度T3、料液浓度Cf和料液流量Ff的影响.实验结果表明,T1升高时,J下降,而GOR随之升高;T3升高时,J和GOR均随之升高;Cf增加,J和GOR均随之降低;Ff增加,J增加,而GOR随之降低;Rg几乎不受操作条件的影响,始终在99.99%以上.实验过程中最高J可达6.17L/(m2·h),最高GOR可达13.57.对模拟秸秆酸水解液中的甲酸、乙酸、乙酰丙酸、糠醛的脱除率分别达87.76%、90.62%、4.25%、76.52%以上,同时可将水解液中的葡萄糖浓缩14倍以上.研究结果表明,多效膜蒸馏过程可有效脱除水解液中挥发性组分,同时对糖分进行浓缩.(本文来源于《膜科学与技术》期刊2015年06期）
杨金龙,荣亚运,高露,朱均均,徐勇[5]（2016）在《咪唑类离子液体对木质纤维预水解液的脱毒》一文中研究指出针对燃料乙醇生物炼制过程中抑制物对酵母乙醇发酵的抑制作用,以水洗稀酸蒸汽爆破预处理玉米秸秆得到的预水解液为研究对象,采用新型绿色脱毒技术——离子液体进行萃取脱毒,研究比较了两种咪唑类离子液体[烷基咪唑六氟磷酸盐离子液体[C_nmim][PF_6](n=4,6,8)和烷基咪唑四氟硼酸盐离子液体[C_nmim][BF_4](n=6,8)]对预水解液的萃取性能。结果表明,随着咪唑类离子液体阳离子烷基链长度的增加,离子液体对抑制物的萃取性能下降,具有更强电负性的阴离子为4BF-的离子液体比阴离子为6PF-的离子液体萃取效率更高。通过比较糖与抑制物的萃取率,最终选择[C8mim][BF4]作为预水解液的萃取剂,结果显示其对主要抑制物甲酸、乙酸、5-羟甲基糠醛的萃取率分别为53.22%、47.53%和85.13%,总酚的萃取率为65.05%,而糖的损失率在6%以内。(本文来源于《化工学报》期刊2016年04期）
孙晶[6]（2015）在《玉米秸秆酸水解液脱毒发酵产木糖醇的研究》一文中研究指出木糖醇是一种极具附加值的化学品,国内外的市场需求量日益加大。半纤维素的水解产物中含有丰富的木糖,而木糖经过化学反应或生物发酵后,可转化成木糖醇。近年来的研究表明,半纤维素的水解产物可经生物发酵法制备木糖醇。由于生物法可在温和的条件下进行而且不需要以高纯度的木糖液为原料,所以最适宜于工业生产木糖醇。由于半纤维素的水解过程同时伴随着产生一系列的对微生物有毒的副产物,抑制了进一步生物发酵,从而在一定程度上制约了生物法生产木糖醇的工业化。本论文就玉米秸秆的固体酸(ZSM-5分子筛)水解工艺优化及水解液的脱毒工艺,如有机溶剂萃取、D311树脂吸附、过量碱结合有机溶剂萃取、D311树脂吸附等进行了研究,测定处理后水解液中主要抑制物的变化以及木糖的损失情况。通过正交试验得到的固体酸催化水解半纤维素最佳反应条件为：时间选择240 min,温度选择140℃,液固比选择10：1,催化剂用量选择20%,木糖得率为66.2%。采用过量NaOH结合有机溶剂萃取、D311树脂吸附对水解液进行脱毒后,水解液中的主要抑制物乙酸、糠醛的去除率各提高15%以上,乙酸基本去除,特别是过量NaOH结合D311树脂吸附使糠醛的去除率达到95.16%,但同时水解液中木糖损失率较高,达到21.59%。水解液经D311阴离子交换树脂与过量碱法脱毒后,选用热带假丝酵母(Candida. tropicalis)菌株进行发酵,微氧条件下发酵72h后,木糖醇得率达到52.31%。从总体效益上分析,过量碱结合乙醚萃取的水解液在脱除大部分抑制物的同时对木糖造成的损失较小,由于有机溶剂价格一般较高,而萃取法要消耗的有机溶剂较多,且由于有机溶剂挥发性及安全性,同时存在生产残留问题,对于生产安全的要求程度也较高,造成生产加工成本较高,相比较树脂吸附法的最终木糖醇得率,结合生产经济性分析,得出大孔吸附树脂脱毒的方法更为可取。(本文来源于《北京化工大学》期刊2015-10-18）
刘青[7]（2015）在《生物乙醇生产中秸秆酸水解及水解液浓缩脱毒过程的研究》一文中研究指出秸秆乙醇的生产途径之一是采用酸水解-发酵工艺。然而,浓酸水解工艺中酸用量大、酸回收困难、药剂成本高;稀酸水解工艺中副产物较多、糖得率低、热能消耗高,另外,酸水解副产物的毒性及糖浓度低问题影响发酵效率和乙醇产量。本研究提出采用中等浓度硫酸(10~30 wt%)在温和条件下(常压,100℃以下)催化水解秸秆,并将多效膜蒸馏技术用于水解液糖分浓缩和脱毒。本文对秸秆组分含量进行了测定,研究了硫酸浓度、反应温度、反应时间、原料粒径和液固比对酸水解过程糖得率的影响。实验结果表明,随着硫酸浓度和反应温度的升高以及原料粒径的减小,糖得率升高;随着反应时间的延长,糖得率先上升后下降;糖得率几乎不受液固比的影响。各因素变化对糖得率影响的显着性依次为反应温度>硫酸浓度>反应时间>液固比,最优水解条件为30 wt%硫酸在100℃保温10 h,液固比5:1,糖得率可达71.12%。采用阻滞分离过程可以有效地把酸水解液中的糖和酸分离,从而达到酸循环使用的目的。本文探究了多效膜蒸馏过程用于秸秆酸水解液中挥发性抑制组分脱除和糖分浓缩的可行性。考察了不同操作变量对膜通量J、造水比GOR、葡萄糖截留率Rg和挥发性抑制组分脱除率Dv的影响。实验结果显示,过程中最大膜通量达6.17L·m-2·h-1,最高造水比达13.57,Rg几乎不受操作条件的影响,始终在99.99%以上。过程对模拟秸秆酸水解液中的甲酸、乙酸、乙酰丙酸和糠醛的脱除率分别达87.76%、90.62%、4.25%和76.52%。膜法脱毒过程中既没有引入新杂质,也没有造成糖损失,同时还增加了水解液糖浓度;过程至少可将20 g·L-1的葡萄糖水溶液深度浓缩28倍以上,当葡萄糖浓度达561 g·L-1时造水比仍可达5.03,这相当于普通7效蒸发器的节能效果。为期60 d的稳定性实验过程中,多效膜蒸馏组件显示出良好的稳定性,膜通量、造水比和葡萄糖截留率无明显下降。本研究表明,多效膜蒸馏过程可有效脱除秸秆酸水解液中的主要挥发性抑制物,同时对糖分进行浓缩,这有助于后续发酵效率和乙醇产量的提高,中等浓度酸水解和多效膜蒸馏过程联用可有效应用于生物乙醇的生产中。本研究为实现生物乙醇产业化提供了一些基础数据。(本文来源于《天津大学》期刊2015-05-01）
朱均均,杨金龙,张玲玲,黄鑫,徐勇[8]（2014）在《稀酸蒸汽爆破玉米秸秆预水解液的脱毒及乙醇发酵》一文中研究指出以水洗稀酸蒸汽爆破玉米秸秆(ASC)得到的预水解液为原料,分析了ASC预水解液中可发酵性糖、碳水化合物降解产物和主要木质素降解产物的含量,研究了ASC预水解液乙醇发酵性能、3种脱毒方法对预水解液进行脱毒及乙醇发酵性能。研究结果表明,ASC预水解液中可发酵糖类主要含有木糖(49.50 g/L)及少量葡萄糖(9.80 g/L),可用于发酵制备乙醇,但含有大量抑制物不利于乙醇发酵,发酵60 h时的糖利用率和乙醇得率分别仅有87.96%和74.63%。ASC预水解液经过乙酸乙酯萃取、酵母吸附和亚硫酸钠处理3种方式脱毒后乙醇发酵性能均得到较大改善:经乙酸乙酯萃取脱毒后发酵36 h时的糖利用率和乙醇得率分别为95.40%和90.71%;经酵母吸附脱毒后发酵48 h时的糖利用率和乙醇得率分别为97.83%和81.98%;经亚硫酸钠处理脱毒后发酵48 h时的糖利用率和乙醇得率分别为95.55%和84.74%。虽然乙酸乙酯萃取脱毒效果最佳,但从工业应用前景来看,酵母吸附和亚硫酸钠处理是最佳选择。(本文来源于《林产化学与工业》期刊2014年05期）
孟阳[9]（2014）在《木质纤维素水解液的膜分离脱毒和抗生素对富油微藻生长影响的研究》一文中研究指出随着化石能源的日益减少、环境污染的日益严重，可再生能源产业获得了前所未有的发展机遇。可再生能源包括太阳能、风能及生物质能源等。中国是传统的农业大国，在发展生物质能源方面有巨大的潜在优势。获取生物质能源的一条重要途径是通过提取富油微藻的油脂，通过酯交换反应制取生物柴油。微藻具有光合作用效率高、生长周期短、细胞油脂含量高和环境适应能力强等优点，由其制得的生物质能源是目前最具发展前景的可再生能源之一。本课题组前期研究表明，农作物秸秆超低酸水解的水解液可用于蛋白核小球藻的高密度培养。向培养基中加入碳源可增加微藻的细胞密度，实现微藻的高密度培养。秸秆水解液中的糖类物质可作为微藻生长所需的碳源，但水解液中的糠醛及羟甲基糠醛等会对微藻生长产生有害作用。同时，糠醛及羟甲基糠醛是高附加值的精细化学品。本文采用纳滤（NF）和反渗透（RO）技术对模拟的秸秆水解液进行膜分离脱毒处理，重点考察了糠醛和5-羟甲基糠醛（HMF）的脱除效果。微藻在培养过程中通常会受到其他微生物的污染，其中细菌的影响较为显着。非共生菌对微藻生长是有害的，而某些溶藻性细菌对微藻来说甚至是致命的。抑菌剂对于细菌具有良好的抑制作用，采用抑菌剂可消除非共生菌对微藻生长的影响。本文选用孟加拉红、制霉菌素和硫酸链霉素作为抑菌剂，研究其对蛋白核小球藻生长的影响。本文的主要研究结果如下：1.基于紫外-可见光谱法，建立了快速测定水解液中木糖、葡萄糖、糠醛及HMF含量的分析方法，木糖和葡萄糖的浓度范围均为0-2mmol·L-1，糠醛和HMF的浓度范围均为0-0.2mmol·L-1，木糖、葡萄糖、糠醛及HMF的回收率分别为：96.67%-102.85%,94.79%-105.71%,95.24%-102.04%和99.75%-105%。2.考察了木质纤维素水解液模拟溶液的跨膜压力、操作温度、pH值和料液浓度对膜分离脱毒效果的影响。在特定实验条件下，NF膜可以获得80%至91.14%的木糖截留率、高于90%的葡萄糖截留率、-5%至2%的HMF截留率和-3%至1%的糠醛截留率；RO膜可以达到97%以上的木糖截留率、99%的葡萄糖截留率、60%至70%的糠醛截留率和70%至80%的HMF截留率，因此可以看出，NF膜可以很好的将糠醛及HMF从木糖及葡萄糖中进行分离，从而达到水解液脱毒的目的。3.BG-11培养基中，控制温度为25℃，光照强度为4000lux，光暗周期L∶D=12h∶12h，在该条件下，孟加拉红和硫酸链霉素对蛋白核小球藻的生长表现出积极的促进作用，藻细胞密度的最大值分别为4.216×107cell·mL-1和3.512×107cell·mL-1，高于不加任何抑菌剂的对照组3.325×107cell·mL-1，制霉菌素和混合抑菌剂会抑制藻细胞生长。4.孟加拉红和硫酸链霉素对蛋白核小球藻的油脂含量几乎没有影响，对超临界CO2萃取法和索氏提取法而言，孟加拉红实验组相对于对照组的油脂含量分别下降了2.12%和2.18%；硫酸链霉素实验组相对于对照组的油脂含量分别下降了0.42%和3.49%。(本文来源于《武汉工程大学》期刊2014-06-03）
余强,庄新姝,袁振宏,亓伟,王琼[10]（2014）在《甜高粱渣水解液纳滤浓缩脱毒试验研究》一文中研究指出为实现木质纤维素类生物质水解液中糖分的浓缩和纯化,采用截留分子量为200的聚酰胺纳滤膜,对甜高粱渣高温液态水水解液进行浓缩和脱毒处理。研究表明:升高料液温度和增大系统压力均可提高乙酸和糠醛等糖降解物的脱除效率,而料液pH值的增大对带负电荷化合物的脱除不利,优化的纳滤条件为:30℃,0.3 MPa,pH=3。在该条件下水解液浓缩30 min后总木糖浓度从5.23 g/L增加到10.00 g/L,而糠醛、葡萄糖醛酸、乙酸和乙醇酸等副产物浓度不增加。(本文来源于《太阳能学报》期刊2014年03期）
水解液脱毒论文开题报告
（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：
木质纤维素,因其具有可再生性、价格低廉以及来源广泛等诸多优点,被认为是燃料乙醇生产的最佳原料。然而,所有的发酵微生物均不能直接有效地发酵木质纤维素生成乙醇,必须在发酵前进行预处理。在此过程中,不可避免地会产生对发酵微生物有强烈抑制作用的有毒副产物,即抑制因子。在众多的抑制因子中,醛类是最为关键的抑制因子。与天然的发酵微生物酿酒酵母相比,树干毕赤酵母不仅能发酵木质纤维素水解产物中的五碳糖,而且还能分泌多种能降解木质纤维素的水解酶。因此,该酵母菌被认为是较为理想的木质纤维素乙醇发酵微生物。人们已对酿酒酵母中与醛类脱毒相关的酶基因进行了较为深入的研究,而对树干毕赤酵母的研究还未见报道。由于这两种酵母菌在分类上存在较远的亲缘关系,必须对树干毕赤酵母中与醛类脱毒相关的酶基因单独开展研究。本论文以树干毕赤酵母(Scheffersomyces stipites)模式菌株CBS 6054为实验材料,借鉴酿酒酵母研究中的结果,选择了树干毕赤酵母基因组中3个基因家族SsADH、SsAAD、SsALD以及1个单独SsGRE2基因作为目的基因,开展了这些基因对关键醛类抑制因子糠醛和5-羟甲基糠醛的转录应答分析。然后将这些基因分别在酿酒酵母中进行过量表达及表达蛋白的功能分析,同时开展了编码蛋白的氨基酸序列分析,获得实验结果如下：(1)通过细胞生长实验的比较分析,发现树干毕赤酵母的生长在初期会受到糠醛或5-羟甲基糠醛的抑制,经过一段时间的迟滞期后又会重新恢复细胞生长。采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术,我们开展了树干毕赤酵母中3个基因家族SsADH、SsAAD、SsALD以及1个单独SsGRE2基因共20个目的基因在迟滞期内对糠醛或5-羟甲基糠醛应激条件下转录变化的绝对定量分析。结果发现,在SsADH家族的7个基因中,SsADH4和SsADH6的转录水平在糠醛和5-羟甲基糠醛应激条件下均有了显着提高,转录数量最高上调了150倍。在SsAAD家族的5个基因中,SsAAD3在糠醛和5-羟甲基糠醛应激条件下均显着提高,转录数量最高上调8倍。SsGRE2在糠醛和5-羟甲基糠醛应激条件下均显着提高,转录数量最高上调了26.5倍。在SsALD家族的7个基因中,SsALD6在糠醛应激条件下转录数量上调了5.5倍,SsALD3在5-羟甲基糠醛应激条件下表达量上调1.5倍。其它基因的表达量在这两种醛应激条件下无明显上调,有的甚至出现下降。(2)采用PCR技术扩增获得了20个目的基因的编码序列,分别构建了重组穿梭质粒,并且在酿酒酵母实验菌株中获得了成功表达。表达蛋白的酶学性质研究发现,在SsADH家族中,SsAdh4p、SsAdh5p、SsAdh6p以及SsAdh7p可同时以NADH和NADPH为辅酶对糠醛有活性,而SsAdh1p只能以NADH为辅酶对糠醛有活性。SsAdh4p、SsAdh5p、SsAdh6p以及SsAdh7p只能以NADPH为辅酶对5-羟甲基糠醛有活性。这些酶催化反应的最适pH均为6.0,最适温度均为30℃。在以NADH为辅酶时,SsAdh7p对糠醛的亲和力最强(Km,1.94±0.02 mM)；而在以NADPH为辅酶时,SsAdh4p对糠醛和5-羟甲基糠醛催化的亲和力最强(Km,0.24±0.02mM和0.26±0.03 mM)。在SsAAD家族中,所有的5个编码蛋白均能以NADH为辅酶对糠醛有活性,而仅有SsAad2p在以NADPH为辅酶时对5-羟甲基糠醛有活性。所有蛋白催化糠醛和5-羟甲基糠醛反应的最适pH值在6.0-7.0之间,适温度在30℃左右。在以NADH为辅酶时,SsAad4p对糠醛的亲和力最强(Km,3.24±0.03 mM),但SsAad5p对糠醛的催化效率最高(Kcat/Km,78.51±1.82 mM-1 min-1)。SsGre2p能利用两种辅酶对糠醛表现出活性,但仅能利用NADPH为辅酶对5-羟甲基糠醛表现出活性。以NADH为辅酶催化糠醛反应时的最适pH值为6.0,以NADPH为辅酶催化糠醛和5-羟甲基糠醛反应时的最适pH值均为7.0。以NADH和NADPH为辅酶还原糠醛时的最适温度均为20 ℃,但以NADPH为辅酶还原5-羟甲基糠醛时的最适温度则为40 ℃。在以NADH为辅酶情况下,SsGre2p对糠醛的亲和力最强(Km,0.36 mM)。在SsALD家族中,无论是以糠醛还是5-羟甲基糠醛为底物,在两种辅酶的作用下所有目的蛋白均表现出较弱的催化活性。(3)以其它9种醛类(大部分为木质纤维素水解液中的醛类因子)为底物的酶活实验研究发现,在SsADH家族中,大多数蛋白对大部分的供试醛表现出活性。SsAdh1p在以NADH为辅酶时对乙醛的活性最高(883.07±8.23 U/mg)。在SsAAD家族中,SsAad2p和SsAad3p在以NADH为辅酶时对7种以上的醛表现出活性。而SsAad4p则在以NADPH为辅酶时对6种醛表现出活性。其中SsAad2p在以NADH为辅酶时对乙醛的活性最高(208.45±5.36 U/mg)。SsGre2p对所有的供试醛类都表现出活性。在以NADPH为辅酶时对苯乙醛的活性最高(25.72±0.29 U/mg)。在SsALD家族中,SsAld1p、SsAld4p和SsAad7p对供试醛类的活性较为广泛。其中SsAld1p在以NADH为辅酶时对乙醛的活性最高(112.83±4.02 U/mg)。(4)目的蛋白的氨基酸序列分析结果显示,SsADH家族中的7个蛋白均属于中链脱氢酶(MDR),SsAAD家族中的5个蛋白,除SsAad1p属于短链脱氢酶(SDR)之外,其余蛋白均属于具有锌离子结合位点的中链脱氢酶(MDR)。而SsGre2p属于短链脱氢酶(SDR)。同时,在所有的20个目的蛋白氨基酸序列中,发现了一些相应的保守序列。例如,辅酶结合区域和催化区域等。本论文研究从树干毕赤酵母基因组测序推定的可能编码醛还原酶基因中,成功鉴定出了对木质纤维素水解醛类具有脱毒能力的基因。初步探讨了这些基因对糠醛和5-羟甲基糠醛的转录应答反应,较为系统地分析了编码蛋白的酶学性质。通过综合比较分析,发现了树干毕赤酵母中在糠醛和5-羟甲基糠醛脱毒中最为关键的酶基因及参与脱毒的机理。本研究还发现了一些在其它醇类燃料生产中具有潜力的醛还原酶基因。本论文研究获得的成果,有助于增加对树干毕赤酵母对木质纤维素水解醛类抑制因于脱毒机制的了解,可为新酶的开发利用提供借鉴与参考,为树干毕赤酵母醛类抑制因子耐受的育种改造提供指导,为推进木质纤维素燃料乙醇的工业化生产做出贡献。
（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。
水解液脱毒论文参考文献
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