能源植物半纖維素高效定向酶水解研究.pdf

1、廈門大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學位論文是本人在導師指導下，獨立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當方式明確標明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學研究生學術(shù)活動規(guī)范(試行)》。另外，該學位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經(jīng)費或?qū)嶒炇业馁Y助，在()實驗室完成。(請在以上括號內(nèi)填寫課題或課題組負責人或?qū)嶒炇颐Q，未有此項聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)聲明人(簽名)：鼐讒居矽西

2、年r月勱日摘要摘要半纖維素占水質(zhì)纖維素生物質(zhì)含量的15％～35％，是自然界中第二大可再生資源。半纖維素在木質(zhì)纖維素生物質(zhì)轉(zhuǎn)化和利用中扮演重要的角色。一方面，半纖維素及其水解中間產(chǎn)物會阻礙和抑制纖維素酶水解，將半纖維素快速水解為單糖能提高纖維素酶對纖維素的可及性以及纖維素酶的反應(yīng)活性。另一方面，半纖維素可以轉(zhuǎn)化為高附加值的功能糖，將半纖維素轉(zhuǎn)化為低聚木糖(xos)和阿拉伯糖等功能糖能提高木質(zhì)纖維素生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)鏈的經(jīng)濟性。岡此，揭示半纖維素酶

3、高效定向水解半纖維素的機理，對以木質(zhì)纖維素為原料的生物能源與生物煉制工業(yè)具有重要意義。本研究以能源植物芒草半纖維素和絲狀真菌半纖維素酶為研究對象，通過研究半纖維素酶與半纖維素的相瓦作用，揭示半纖維素酶高效定向轉(zhuǎn)化半纖維素機理，從而實現(xiàn)芒草半纖維素高效水解轉(zhuǎn)化為平臺糖和功能糖的目標。本論文的主要研究結(jié)果如下：利用1苯基一3一甲基5吡唑啉酮(PMP)對木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中的單糖和寡糖進行衍生化，通過優(yōu)化HPLC分離條件，在堿性流動相(pH8O

4、)條件卜實現(xiàn)了多種單糖(甘露糖、鼠李糖、葡萄糖、木糖和阿拉伯糖)和寡糖(纖維二糖、木二糖、木三糖、木pq糖、木五糖和木六糖)的分析。此外，經(jīng)PMP衍生化的產(chǎn)物能直接進行質(zhì)譜分析。利用基于PMP衍?；腍PLC和MALDITOF—MS方法成功應(yīng)用于芒草單糖組成、芒草半纖維素水解產(chǎn)物和毛櫸木聚糖水解產(chǎn)物等多種生物質(zhì)水解液實際樣品的分析。對黑曲霉BE2、東力‘肉座菌Eu722和里氏木霉來源的半纖維素酶水解芒草半纖維素進行了比較分析。發(fā)現(xiàn)在玉米

5、芯和麩皮作為誘導底物條件下，東方肉座菌EU7—22和黑曲霉BE2主要產(chǎn)生糖苷水解酶10(GHlO)家族木聚糖酶。和里氏木霉半纖維素酶相比，黑曲霉BE一2半纖維素酶具有高效的水解酶活力轉(zhuǎn)化芒草半纖維素為單糖，而東方肉座菌Eu722半纖維素酶具有更好的應(yīng)用潛力轉(zhuǎn)化芒草半纖維素為xos，特別是木二糖和木三糖。阿拉伯糖苷酶活力和木糖苷酶活力對芒草半纖維素水解具有顯著的影響。半纖維素酶具有高的木糖營酶活力和阿拉伯糖苷酶活力是高效水解芒草半纖維素為