高效桔青霉纤维素分解菌筛选与酶学初探

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1、-------东北农业大学硕士学位论文独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关

2、数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日-----------引言1.引言1.1研究背景1.1.1能源危机能源短缺、环境污染与全球变暖是目前全世界共同面临的重大问题。据推算，世界石油资源将在今后50～80年间消耗殆尽，天然气还可用75年，而煤炭则为200～300年。我国能源形式更加严峻，石油安全已经成为影响国家安全的重要因素，解决能源替代问题成为关乎国民经济可持续发展的战略问题。因此，世界各国纷纷积极开展新能源，特别是可再生生物质能的研究与开发。生物

3、质能利用方式主要有燃料乙醇、生物柴油、沼气、氢气等，其中以燃料乙醇的研究开发最为成功。用于生产燃料乙醇的原料有淀粉类、糖类或纤维类。目前，我国主要以玉米、小麦等已转化的淀粉类粮食为原料生产燃料乙醇。我国人口众多，土地资源相对贫乏，用粮食生产乙醇只能作为粮食安全系统中的调解器，发展规模有限。而潜力巨大、资源丰富、价格低廉的农作物秸秆类纤维素物质尚未得到开发利用。从技术层面上讲，纤维素转化燃料乙醇是可行的，目前主要是生产成本偏高。通过技术创新集成，大幅度降低成本，将为解决困扰我国社会可持续发展的能源、环境、“三农”问题开创崭新的途径。1.1.2纤维燃料乙醇国内外研究现状及

4、趋势国内外专家对木质纤维素原料转化为乙醇燃料进行了大量的研究。木质纤维素转化为乙醇的步骤主要分为两步：纤维素水解成糖，糖发酵成醇。由于木质纤维素结构复杂，纤维素、半纤维素不但被木质素包裹，而且半纤维素部分共价和木质素结合，纤维素具有高度有序晶体结构。因此必须经过预处理，使得纤维素、半纤维素、木质素分离开，切断它们的氢键，破坏晶体结构，降低聚合度，以提高水解效率。2007年2月，美国能源部宣布，投资3.85亿元，资助6个生物炼制项目，预期年产乙醇1.30亿多加仑，开发商及其具体情况如表1-1。不难看出，美洲在乙醇的生产上仍然是世界乙醇生产的领头羊，同样在将纤维质转化为燃

5、料酒精的研究、生产和应用方面，巴西和美国也走在了世界的前列。在美国，政府积极鼓励燃料酒精的生产和使用。在政府的大力倡导下，1-----------东北农业大学硕士学位论文酒精燃料在美国的燃料市场上的份额已达到8%。在2007年2月宣布资助3.85亿美元扩大纤维乙醇中试规模的基础上，5月又补加2亿美元用于资助创新性小规模纤维生物炼制项目，按照1／10商业规模进行项目设计、建设与运行，将包括秸秆在内的纤维质原料转化为液体燃料、生物基化学品或者产品，促进其快速走向市场。在巴西，酒精工业是国民经济的支柱，他们利用榨汁后的蔗渣发酵燃料酒精。到目前为止，巴西所产汽车90%采用酒精

6、燃料发动机，全国一半多的交通工具使用的是酒精燃料。表1-1.2007年美国能源部资助的6个项目情况Table.1-1.SixU.S.DepartmentofEnergy-fundedprojects.开发商地点资助额度乙醇原料备注（万美元）年产能 （万加仑）Abengoa生物能源公司堪萨斯76001140700吨／天，玉米、小麦、高粱秸秆，柳枝稷等西班牙Abengoa子公司ALICO公司弗洛里达33001390770吨／天，生活垃圾、木本或草本废弃物和能源甘蔗每天6255度电，8.8吨氢、50吨氨Bluefire乙醇公司南加利福尼亚40001900700吨／天绿色分类

7、垃圾和木料垃圾Iogen公司爱达荷80001800秸秆700吨／天，小麦玉米水稻秸秆和柳枝稷加拿大公司Broin公司爱荷华800012500842吨／天，玉米纤维、芯和秸秆其中25％为纤维乙醇Range燃料公司乔治亚760040001200吨／天，林业剩余物和木本能源作物900万加仑甲醇加拿大秸秆乙醇工业化进程一直处于世界领先地位，秸秆乙醇燃料正在走向商业化应用。2007年4月21日，加拿大联邦政府宣布，世界上第一个以秸秆纤维素乙醇为燃料的车队在加拿大诞生。加拿大自然资源部部长和Iogen公司总裁亲自为联邦车队添加小麦秸秆乙醇燃料，这标志着加拿大在秸