论文总字数：19054字

摘 要

本实验采用水稻秸秆为原料，初步讨论了大气中CO₂浓度对水稻秸秆纤维素降解为葡萄糖的影响。

首先进行的是纤维素酶的酶学测定，通过对羧甲基纤维素酶活力的测定和滤纸酶活力的测定来确定纤维素酶酶活力，接着再通过酶学测定确定酶的最适反应温度和pH。然后对两种常用的预处理方法（NMMO预处理法和酸碱预处理法）进行了比较，发现酸碱预处理法的效果比NMMO预处理法的效果更好。紧接着又对酸碱预处理法进行了单因素实验，确定了最佳预处理条件。然后通过正交实验分析法，对多种预处理方法进行比较，最终确定用5 % NaOH进行碱处理，5 %的HCl进行酸处理的最优处理条件。随后使用纤维素酶，对预处理后的纤维素进行糖化，发现酶处理的时间以及酶用量对反应结果有所影响，并最终确定酶处理的条件为：酶用量30mg/ml,在50℃条件下处理48小时。

关键字：秸秆 预处理 降解 葡萄糖

Degradation of elevated atmospheric CO₂ concentration of the glucose content of rice straw cellulose

Abstract

In this experiment,we use rice straw as raw material, Preliminary discussed the CO2 concentration in the atmosphere of rice straw cellulose degradation for the influence of glucose.

The first we need to do is the cellulase enzymatic determination, through determination of carboxymethyl cellulose enzyme activity and the determination of enzyme filter paper to determine the optimum reaction temperature and pH value of the enzyme solution. Then the two pretreatment methods (NMMO pretreatment method and acid and alkali pretreatment method) were compared, found that the effect of acid and alkali pretreatment method is better than that of NMMO pretreatment method. Followed by acid and alkali pretreatment method for the single factor experiment, the optimum pretreatment conditions were determined. And then through the orthogonal experiment method, carries on the comparison to various pretreatment methods, finally confirmed by 5% NaOH alkali treatment, 5% HCl acid treatment of the optimal processing conditions. Then use cellulose enzyme, the pretreatment of cellulose saccharification, found that the time of enzyme treatment and enzyme dosage on reaction results have an effect, and ultimately enzyme processing conditions were determined as follows: enzyme dosage of 30 mg/ml, under the condition of 50 ℃ in 48 hours.

Keywords:Straw;photosynthesis;pretreatment;degradation;glucose

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2纤维素的结构、功能与化学性质 1

1.2.1 纤维素的结构 1

1.2.2 纤维素的化学性质 2

1.2.3 纤维素的功能 2

第二章 实验部分 3

2.1 实验材料和方法 3

2.1.1 材料 3

2.1.2试剂及仪器设备 3

2.2 纤维素酶酶学测定 3

2.2.1实验试剂 4

2.2.2羧甲基纤维素酶活力的测定 4

2.2.3滤纸酶活力的测定 5

2.3秸秆纤维素的降解 6

2.3.1秸秆预处理的目的 6

2.3.2 NMMO预处理法 6

2.3.3酸碱处理法 6

2.3.4纤维素酶酶解 7

2.4正交试验确定最优方案 7

2.5 三个品种水稻秸秆纤维素降解为葡萄糖的效率测定................................8

第三章 实验结果与分析 9

3.1纤维素酶酶学测定的结果与分析 9

3.1.1 纤维素酶的稳定特性和热稳定性 9

3.1.2 纤维素酶的pH特性和pH稳定性 11

3.1.3 结论 12

3.2预处理实验结果与分析 13

3.2.1干基失重率 13

3.2.2不同预处理体系中葡萄糖含量的影响 14

3.3 正交实验确定最优方案的结果与分析 19

3.4 纤维素酶降解结果与分析 21

参考文献 25

致 谢 27

第一章 绪论

1.1 引言

随着科技的不断进步，人们的生活水平也得到了很大提升。与此同时，人类对于能源的需求量也越来越大，而化石燃料随着人类的开采终将枯竭，这就促使了人类对其他可再生新能源的开发。

可再生新能源包括：太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能、生物质能等等。然后这些可再生新能源中大部分都会受到时间、气候、地域等因素的影响，不能够进行大规模的开发和利用。生物质能是世界上分布范围最广的一种可再生资源，但由于技术还不够成熟且其成本过高的因素一直没能切实应用，但随着全球化石燃料的逐渐减少，生物质能的研究与开放已成为炙手可热的课题^[1]。人类目前可通过FACE实验（Free-Air CO₂ Enrichment)来研究CO₂浓度升高对生态系统和植物生长的影响。FACE实验室通过改变植物和生态系统的微气候条件来模拟未来气候变化的一种技术手段。通过这种技术，可以使人们了解未来大气CO₂浓度增加后陆地生物圈系统的变化过程。

目前人类已经开始利用植物纤维原料在沼气中生产沼气用来做饭，照明等，另外利用植物纤维还可以通过降解生成葡萄糖，为人类提供能量；葡萄糖还可以生产乙醇、甲醇等重要原料^[2]。由此可以预见，植物纤维能够为人类新能源事业做出巨大贡献。

1.2纤维素的结构、功能与化学性质

1.2.1 纤维素的结构

纤维素是棉花、亚麻、木材等高等植物细胞壁的主要成分，每年由光合作用产生几百亿吨。自然界中的植物是年复一年的生长，可以说纤维素在自然界中是一种最为丰富的可再生的有机资源。如今纤维素的各种用途被人们所熟悉，使其在各个领域的应用更为广泛^[3]。

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