模拟瘤胃生物环境发酵玉米秸秆制取可食用性糖的研究

【摘要】： 随着生活水平的不断提高,人类在对自然界开发的同时,也无形当中给自然界带来了一定的压力,使得自然界中的不可再生资源日益的减少。面对这样的问题,我国提出了可持续发展战略,目的是为了让我们有限的能源能够得到更长时间的利用,给我们的子孙后代造福。为了减少对不可再生资源的耗费,我们应该把目标转向可再生资源的利用与开发。 作物秸秆是农作物生产中最重要的一种可再生生物资源,如果能将其有效的利用,会在很大程度上解决能源紧缺的问题。反刍动物的瘤胃是一个完美的发酵罐,它可以消化降解纤维物质并生产还原糖。本文主要研究在体外模拟瘤胃内的生物环境,利用瘤胃微生物分泌的纤维素酶降解玉米秸秆,达到生产还原糖目的。本文以发酵试验中还原糖得率和玉米秸秆降解率为试验指标,通过单因素试验和对比试验研究了玉米秸秆的不同部位、人工唾液的添加与否、人工唾液的添加量、营养液添加与否等因素对试验结果的影响。通过四元二次通用旋转组合试验,以发酵温度、pH值、时间、玉米秸秆颗粒度为主要因素,还原糖得率为试验指标,得出发酵试验的最佳配比关系,拟合出数学模型,并在此基础上研究各因素之间的协同作用。 本文的研究,为体外模拟瘤胃生物环境,发酵玉米秸秆生产还原性糖提供了理论依据。 【关键词】：瘤胃微生物 纤维素酶 玉米秸秆 发酵 还原糖 数学模型
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：S38
【目录】：

• 提要4-8
• 第一章 绪论8-20
• 1.1 选题的目的和意义8-11
• 1.1.1 问题的提出8-9
• 1.1.2 研究目的9-10
• 1.1.3 研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-17
• 1.2.1 瘤胃内环境的研究现状11-13
• 1.2.2 纤维素酶的研究现状13-15
• 1.2.3 秸秆预处理的研究现状15-17
• 1.2.4 前景预测17
• 1.3 论文研究内容17-20
• 第二章 试验参数的选取及方案设计20-30
• 2.1 引言20
• 2.2 瘤胃微生物生长的影响因素20-22
• 2.2.1 影响瘤胃纤维分解菌生长的内部因素21-22
• 2.2.2 影响瘤胃瘤胃纤维分解菌的外部因素22
• 2.3 试验工艺22-23
• 2.4 试验材料与设备23-25
• 2.4.1 试验材料23-24
• 2.4.2 试验仪器及设备24-25
• 2.5 试验方法25-28
• 2.5.1 瘤胃微生物培养基的制备及培养方法25-26
• 2.5.2 菌种生长状况26
• 2.5.3 试验的评价指标26-28
• 2.6 本章小结28-30
• 第三章 瘤胃纤维分解菌生长形态的研究30-44
• 3.1 引言30-31
• 3.1.1 瘤胃细菌30
• 3.1.2 瘤胃真菌30-31
• 3.1.3 瘤胃原虫31
• 3.2 试验方法31-33
• 3.2.1 瘤胃纤维分解菌的培养31-32
• 3.2.2 瘤胃纤维分解菌菌种生长状况观察32
• 3.2.3 瘤胃纤维分解菌生长速度的计算32-33
• 3.2.4 发酵液中总菌数的测定33
• 3.3 结论分析与讨论33-42
• 3.3.1 瘤胃纤维分解菌的生长状况33-36
• 3.3.2 瘤胃纤维分解菌的生长形态36-37
• 3.3.3 瘤胃纤维分解菌的生长面积及生长速度37-41
• 3.3.4 瘤胃纤维分解菌培养时间的确定41-42
• 3.4 本章小结42-44
• 第四章 影响瘤胃发酵系统仿生因子的研究44-52
• 4.1 引言44
• 4.2 试验材料44-46
• 4.2.1 玉米秸秆个部位含水量的测定45
• 4.2.2 试验用玉米秸秆粉的制备45
• 4.2.3 人工唾液的配置45
• 4.2.4 营养源的添加及配置45-46
• 4.3 影响还原糖产量的单因素试验46-48
• 4.3.1 玉米秸秆不同部位的单因素试验46-47
• 4.3.2 添加人工唾液的单因素试验47-48
• 4.3.3 瘤胃液与人工唾液不同比例的单因素试验48
• 4.4 营养化处理玉米秸秆的单因素试验48-50
• 4.4.1 添加铜元素和锌元素的单因素试验48-50
• 4.5 本章小结50-52
• 第五章 发酵试验的优化设计52-64
• 5.1 引言52
• 5.2 试验材料52-53
• 5.2.1 玉米秸秆粉的制备52-53
• 5.2.2 瘤胃发酵液的制备53
• 5.3 试验方法及设计53-54
• 5.4 试验结果与分析54-62
• 5.4.1 数学模型的建立54-58
• 5.4.2 因子优化效应分析58-62
• 5.5 本章小结62-64
• 第六章 结论与展望64-67
• 6.1 结论64-66
• 6.1.1 瘤胃纤维分解菌生物特性的研究64
• 6.1.2 影响发酵因素的研究64-65
• 6.1.3 试验发酵条件的优化65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-72
• 摘要72-74
• Abstract74-77
• 致谢77-78
• 导师及作者简介78

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