生物工程开题报告

生物工程开题报告

篇一：生物工程专业程毕业论文开题报告书

本科生毕业论文开题报告书

题目名称硅酸盐细菌的分离筛选和

纯化学生姓名郑一凡学号 XX4073022

学院生物资源与环境科学学院

专业年级06级生物工程1班

指导教师彭清静职称教授

填写时间 XX年3月31日

篇二：生物工程开题报告

木质素纤维素糖化发酵

1 课题来源

来课题源于指导老师科研项目，为实验性课题。

2 研究目的及意义

随着世界各国经济发展对能源需求的增加及石油资源的濒临枯竭，能源危机日益突显，许多专家估计,世界上已知的石油储存量大约30 年内将被消耗完。

[1]。所以世界各国纷纷开始研究可再生资源作为补充替代能源,其中以燃料酒精的生产最为突出。而纤维素是地球上最丰富、最廉价的可再生资源。利用微生物及酶技术，将其水解转化成燃料乙醇是解决化学燃料短缺的有效途径之一[2]。因此研究开发纤维素的转化技术,将秸秆、蔗渣、废纸、垃圾纤维等纤维素类物质高效地转化为糖,进一步发酵成酒精,对开发新能源,保护环境具有非常重要的现实意义。近年来这一领域的研究日益受到世界上许多国家的重视。

3 国内外的研究现状和发展趋势

目前国内外利用秸杆物质生产酒精的技

术水平还是停留在先用纤维素酶产生菌株（或其产生的纤维素酶）分解秸杆物质产生戊糖和己糖，再由乙醇发酵菌把单糖转化为乙醇。人们多年来一直设法把一系列编码纤维素酶和半纤维素酶的基因重组进能利用单糖发酵生产酒精的工程菌中，使之能直接将秸秆分解成单糖，进而转化成酒精。近年来美国能源部鼓励采用具有分解纤维素、半纤维素的整套酶类、能发酵戊糖产生有机酸的某些极端嗜热细菌，设法引入乙醇发酵途径的基因，同时敲除细菌中的有机酸发酵途径，构建利用秸杆发酵乙醇代谢工程菌，这方面的前景非常诱人。与美国等国家相比我国目前以纤维质废物为原料生产酒精仍需进一步的深入研究。

汤晖，于淼，汤树德等研究表明：①用不同的化学方法预处理秸杆，其纤维素酶解效果顺序为：强碱＞石灰＞氨化＞对照；同一方法在高温下＞常温下；②提高酶浓度可加快酶解速率，缩短达到同一糖度时间；在相同底物和酶浓度下，采用较低温度和延长酶解时间，可获得较高糖度和提高糖化率；在一定的酶浓度下提高底物浓度，虽然酶解速度减慢，但糖度较高，延长酶解时间可获得较高糖化率。③利用纤维素对纤维素酶的吸附—解吸特性，通过间断抽吸糖液和等量稀释并添加底物，所建立的纤维素酶循环有限连续糖化工艺是一种耗酶量小而高效糖化综纤维的简易可行工艺。

易守连通过比较次氯酸钠法、乙醇法、碱性双氧水法和氨水法预处理对木

质素脱除的效果得知，碱性双氧水对玉米芯中木质素的脱除效率最高;正交试验获得碱性双氧水脱除玉米芯木质素的工艺条件，处理时间对玉米芯木质素脱除率影响显著，其主次关系为:时间>双氧水浓度>碱浓度;最佳工艺条件为双氧水浓度

1.5%，碱浓度 0.12mol/L，处理时间6h，木质素脱除率达78.08%[7]。最终去木质素的材料的糖化率得到明显提高。

孙万里等分别采用稀酸和酸碱顺序两种方法处理稻草

秸秆结果表明,木质素与半纤维素对纤维素转化为葡萄糖都有较大影响,稀酸处理的秸秆酶解纤维素转化率(43.4 % ,葡萄糖质量浓度24.1 g/ L) 是未处理秸秆(16.8 %,葡萄糖质量浓度

6.2 g/ L) 的2.6 倍,而酸碱顺序处理的秸秆(60.6 %,葡萄糖质量浓度4

7.7 g/ L) 则是未处理秸秆的3.6 倍。采用上述两种方法处理秸秆后,秸秆木质素和半纤维素被移去,秸秆结构发生改变,从而秸秆纤维更易受纤维素酶的攻击,并且秸秆木质素和半纤维素质量分数越低,纤维素的酶解得率就越高[8]。

张木明等采用酸处理、碱处理和机械粉碎3 种方法对稻草秸秆进行预处理。探讨3 种预处理方法对稻草秸秆酶解产糖以及纤维素、木质素含量的影响。结果表明, 3 种预处理都可以较为有效地提高稻草秸秆的酶解产糖率。经酸处理、碱处理和机械粉碎处理后, 稻草秸秆的最高酶解产糖率分别为9.25 %, 33.16 %和10.64 %, 分别约为对照的3.4 倍、12.0 倍和4.0 倍。酸处理和碱处理可以去除部分杂质, 达到纯化稻草秸秆的目的, 提高纤维素酶的作用底物——纤维素的比例, 从而提高酶解产糖率; 而机械粉碎则主要是通过提高酶反应的接触面积来达到提高酶解产糖率的作用[9]。

董玲玲等研究发现木质纤维素中木质素的去除是影响纤维素糖化率的关键因素。当采用湿氧化技术处理麦秆时，木质纤维素的去除率为48.4%，半纤维素的去除率为39.5%时，纤维素的糖化率最大，可达到78.2%[10]。

4主要研究内容、方法

利用木质纤维类原料生产乙醇，传统的方法主要分为两个阶段:第一阶段研究将纤维素酶解成糖;第二阶段是用酵母菌将糖发酵生成乙醇。根据报道，以糖为底物进行乙醇发酵时的理论转化率为51％。

4.1主要内容

（1）葡萄糖标准曲线的绘制

（2）纤维素酶活的测定：

（3）纤维素水解实验

①不同预处理过程对糖化效果的影响

②不同加料方式对糖化效果的影响

（4）发酵试验

4.2实验方法

（1）用DNS法测葡萄糖浓度；

（2）滤纸酶活（FPA）

（4）生物传感器法测酒精含量

5工作的主要阶段、进度

本实验可分为两大阶段，第一阶段研究将纤维素酶解成糖;第二阶段是用酿酒酵母菌将糖发酵生成乙醇。

XX.3.1——XX.3.11 阅读有关课题的文献，完成外文翻译和开题报告，

拟订实验方案；

XX.3.12——XX.3.25 标准曲线的测定及糖化实验；

XX.3.26——XX.4.7发酵实验；

XX.4.7——XX.4.12实验数据的分析处理；

XX.5.28——XX.6.7论文的定稿及答辩。

6最终目标及完成时间

本实验要求以去木质素纤维素为原料进行糖化发酵发酵实验，并对其结果进行评价效果；最终目标是得到高的葡萄糖浓度，提高糖化率。

完成时间：XX.5.27

7现有条件及必须采取的措施