文献综述-课程论文模板.doc

武汉生物工程学院课程论文文献综述题目名称 我国**行业现状及发展趋势研究专业班级10级食科本*班学 号 1001420*** 学生姓名 * * *完成日期 2013年*月*日1秸秆的研究现状 11.1秸秆利用情况 11.2农作物秸秆主要利用途径 21.2.1为畜牧养殖业提供饲草 21.2.2用于还田培肥地 21.2.3作为工业原料利用 21.2.4作为燃料利用 21.2.5还田作肥料 21.3秸秆作为有机肥还田利用方法 21.3.1直接还田 21.3.2堆泯还田 31.3.3过腹还田 32纤维素酶的研究进展 32.1纤维素酶的来源 32.2纤素酶的功效 32.3纤维素酶降解机制 32.3.1改进的Cl-Cx假说 32.3.2顺序作用假说 42.3.3竞争吸收模型 42.4纤维素酶产生菌的选育研究进展 42.4.1真菌类 42.4.2细菌类 42.4.3放线菌 42.4.4低等动物和个别高等动物 43混菌发酵产纤维素酶的研究进展 43.1混菌发酵形式的选择 53.2混合菌种的选择 53.3影响混菌发酵的因素 53.3.1 pH的影响 53.3.2温度的影响 53.3.3发酵时间的影响 63.3.4料水比的影响 63.3.5表面活性剂用量对产酶的影响 63.3.6接种量对产酶的影响 64总结 6参考文献 1秸秆发酵产纤维素酶条件研究进展摘要：秸秆是自然界中最廉价、最丰富的一类可再生资源。

中国全年的秸秆产量超过8亿 吨，如果将天然的秸秆降解为可利用的肥料，对解决当今世界所面临的环境污染、 粮食短缺等问题有重大现实意义纤维素酶是降解秸秆最有效的生物催化剂，为了 降低成本，提高陋活，可以在发酵条件的研究方面展开工作固发酵法具有设备简 单、投资少、成本低、见效快、酶产品收率高及后续提取过程简单等优点，所以采 用固态发酵是行之有效的方法，而且培养条件的优化能很大程度的提高帷活，本文 就对培养条件的优化方面进行研究关键词：秸秆；固态发酵；纤维素酶；纤维素分解菌农作物秸秆是当今世界上仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源目前，全世界农作物秸 秆年产量超过20亿吨我国作为农业大国，秸秆资源非常丰富，而且逐年递增，列世界之首 我国每年产生的格•秆相当于300多万吨氮肥、700多万吨钾肥、70多万吨磷肥，这相当于 全国每年化肥用量的1/4合理利用秸秆，有利于工业、农业和农村经济的合理发展，否则直接 焚烧秸秆，不仅释放的大量气体严重污染环境、杀火土壤微生物，且造成能源资源的重大浪费⑴纤维素酶的生产主要有固态发酵和液态发酵两种方式固体发酵法是以玉米等农作物秸杆为 主要原料，通过接种微生物来进行发酵生产。

固发酵法具有设备简单、投资少、成本低、见效快、 酶产品收率高及后续提取过程简单等优点，但其劳动强度大，发酵水平不稳定，生产率低，易污 染液态发酵法不易污染，培养条件易控制，生产效率高，劳动强度小，产品性质稳定，但其动 力消耗大，设备要求高，生产成本高⑵目前秸秆降解剂的研究开发主要是针对纤维素的降解和木质素的降解，据文献报道，拟康氏 木霉是高产纤维素酶菌株，其产酶效率高，酶系结构较为含理，是生产纤维素酶的主要类群H前 国内外对分解纤维素能力较强的木霉及其酶活性的研究较多，世界上所选育出来优良纤维素分解 菌儿乎都是同许多曲霉属菌株，如黑曲霉是常见的菌株，并且降解率较高，黑曲霉能产高活力 的■箭萄糖昔酶木文选用拟康氏木霉和黑曲霉进行混菌发酵降解纤维素，通过培养条件的优化, 找到高酶活的条件我国是一个农业大国，据粗含略估计，每年约产农作物秸秆8亿吨〔4］秸秆是农作物的主要 副产品，也是十分宝贵的生物资源，主要含纤维素、木质素、淀粉、粗蛋白、酶等有机物，还含 有氮、磷、钾等营养元素秸秆除了作燃料外，还可以作肥料，也可以作饲料和作工业原料而 目前只有一小部分用于纺织、造纸、建筑和饲料，绝大部分农作物秸秆还是焚烧或作燃料用，造 成资源的牛高飞和环境污染。

1秸秆的研究现状1.1秸秆利用情况随着我国农民生活水平提高、农村能源结构改善，以及秸•秆收集、整理和运输成本等因素， 秸秆综含利用的经济性差、商品化和产业化程度低目前还有相当多秸秆未被利用，己经利用的 也是粗放的低水平利用据粗略估计，目前我国直接用作生活燃料的部分秸秆约占总量的20 %,用作肥料直接还田 的部分秸秆约占总量的15%,用作于饲料的秸秆量约占总量的15%,用作工业原料的秸秆量约 占总量的2 %，废弃或露天焚烧的部分秸秆约占总量的33 %露天焚烧是目前解决秸秆去何的 主要途径，既浪费了资源又污染了大气环境，还带来严重的社会问题，引起附近居民呼吸道疾病、 高速公路被迫关闭、飞机停飞等问题据有关资料显示每年由于焚烧秸秆造成飞机延误1000多 起，公路交通事故5000多起⑶1.2农作物秸秆主要利用途径1.2.1为畜牧养殖业提供饲草我国临泽县每年为畜牧业提供饲草约15.6万吨，占祜秆资源总量的67.8%主要是小麦、玉 米茎秆直接或经青贮、氛化等方式处理后做饲草，加工番茄茎叶晒干后做饲草，甜菜叶片直接或 青贮饲喂等其中直接做饲草约3万吨，占19.20%,青贮、氛化做饲草126 000吨，占80.8%⑹。

1.2.2用于还田培肥地历年秸秆总用量约3 000吨，占秸秆资源总量的1.30%小麦高茬收割后翻压还田，培肥地 力小麦收获时留茬高度15〜20cm,收获后耕翻土地,翻压还田年应用面积约667 hm2, Ihm2 耕地秸秆用量约1 500kg,年秸秆应用量约1 000吨1) 秸秆覆盖还田，培肥地力 主要是小麦玉米带田、小麦大豆带田在小麦收获后，于小 麦带内撒施f则短的麦草，或单作玉米宽行间撒施锄短的麦草，等秋后翻压还田，培肥地力一般 1 hm?耕地秸秆用量约3 000kg左右，年应用面积400 hn?左右，年秸秆应用量约1 200吨2) 玉米茎秆粉碎还田 近年来，农机部门引进推广玉米收获及秸秆粉碎还田机械，在收 获玉米果穗的同时，直接将秸秆粉碎后抛撒于地表，通过翻压还田培肥地力这一秸秆还田方式 由于机械不够配套且存在捡拾地膜不够方便等问题，目前应用面积很小，年应用量不足800吨1.2.3作为工业原料利用主要是麦草用作造纸原料，年祜秆总用量约3 000吨1.2.4作为燃料利用年用量约30 000吨，占秸秆资源总量的13%主要是麦草、麦秸、棉秆和部分玉米果穗穗 轴被农民用于生火做饭及冬季烧炕取暖，随着农村能源消费结构的变化，用煤用电比例上升，秸 秆做燃料的比例将有所下降。

1.2.5还田作肥料秸秆还田能有效增加土壤有机质含量，改良土质，培肥地力，特别对缓解杭州市氮、磷、钾 比例失调的矛盾，弥补磷、钾元素不足有十分重要意义⑺1.3秸秆作为有机肥还田利用方法1.3.1直接还田水稻、小麦、玉米等秸秆经机械粉碎后直接还田，是近年来农业及农机推广部门为解决剩余 秸秆的利用问题而大力推广的项目，具有作业机械化程度高、秸秆处理时间短等优势，但是由于 农民认识不到位，以及秸秆还田机具拥有量相对较小等原因，导致实施面积与可实施面积相距很 大1.3.2堆派还田也称高温堆肥，其特点是时间长、受环境影响大、劳动强度高、产出量少、成本低廉，杭州 市农村采用量已逐步减少，因此，应尝试采用人工接种菌剂技术来加快速度、提高质量区叫并 使之成为大规模、高效率生产有机肥的最佳途径但目前仍存在生产设备的引进、吸收及国产化 问题，推广应用受到限制1.3.3过腹还田秸秆养畜、过腹还田是一种效益很高的秸秆利用方式秸秆经过青贮、氛化、微贮处理，饲 喂畜禽，不仅可促进畜牧业发展，增值增收;更能使秸秆过腹还田，生态高效杭州市应以加快 现代生态畜牧业发展为契机，进一步优化饲料配制，充分挖掘利用农作物秸秆发展畜牧业的空间 和潜力。

2纤维素酶的研究进展2.1纤维素酶的来源纤维素酶的来源非常广泛，真菌、细菌和放线菌等在一定条件下都能产生纤维素酶，原生动 物、软体动物、昆虫和植物的一些组织等也能产生纤维素酶微生物以外的生物生产纤维素酶缺 乏大规模应用的实际意义，在生产中采用微生物生产则是最为方便和有效的方法不同微生物产 生的纤维素酶的组成和催化特性不同细菌生产的纤维素酶的活力较低，且多数不能分泌到细胞 外真菌产纤维素酶的能力强，一般都能分泌到菌体外，并且酶的组分适当，酶之间有强烈的协 同作用，有的同时能产生木聚糖酶和葡聚糖酶等，对天然木质纤维素的水解特别重要其中对纤 维素作用较强的菌多是木霉属（Trichodenna）、曲霉属（Aspergillus）.青霉属（PeniciIlium）和 枝顶抱雄属Acremonium）的菌株，木霉属是迄今所知形成和分泌纤维素酶系成分最全面、活力最 高的一个属，国内外许多研究人员对此作了很多报道在细菌中，日前对生产高温纤维素酶的耐 热梭状芽杆菌（Clostridiumthermocellum）和作为基因工程菌的大肠埃希菌（Escherichia coli）产生 纤维素研究较多应用于纤维素酶规模化生产的菌种主要为绿色木霉Trichoderma viride.里氏木 霉（Trichoderma reesei）和黑曲霉（Aspergillus niger）"⑴。

2.2纤素酶的功效在动物体内的主要功效有：（1）补充内源酶的不足，提高内源酶的分泌和活性；（2）溶解 植细胞壁，提高营养物质的利用率；（3）降低消化道食糜黏度，减少疾病发生；（4）消除饲料 中的抗营养因子，提高饲料的营养价值；（5）影响畜禽消化道微生物菌群，提高畜禽免疫机能; （6）维持小肠绒毛形态完整、促进营养物质的吸收；（7）充分利用饲料资源，减少环境污染 它能与半纤维素维、果胶酶、片葡聚糖蟾等其他能协同作用，因此，使用纤维素夏合酶要比单独 使用纤维素酶的效果好2.3纤维素酶降解机制关于纤维素够降机制，较公认的有以下3种：2.3.1改进的Cl・Cx作员说认为首先由C1酶作用于纤维素酶的结晶区，再由外切酶和0-前萄糖廿酶联合作用产生二糖 和葡萄糖2.3.2顺序作用假说认为首先由内切能随机作用于纤维素的葡萄糖廿键，打开缺口，然后由外切前在新生链末端 切下一个纤维二糖，再由［3-葡•萄糖昔酶将它水解成葡萄糖2.3.3竞争吸收模型从上述降解模型中可以看出，不同的纤维素酶组分之间存在一个协同效应的问题，因而不同 酶组分比例直接影响酶的降解效果目前已经报道了 4种协同机制：内切-外切协同，存在于内切菊聚糖酶和外切葡聚糖酶之间； 外切-外切协同，存在于从还原端和非还原端切割的外切箭聚糖酶之间；外切偷聚糖酶和|3■菊萄 糖甘酶的协同；分子内催化结构域和CBD结构域的协同M】。

2.4纤维素酶产生菌的选育研究进展2.4.1真菌类目前国内外研究较多的纤维素酶产生菌是木霉属、曲霉属、青霉属、根霉属、漆斑霉属等敷 状真菌，这些微生物能产生大量的纤维素酶，已先后选育出了一些产先霉素酶的优良就那种，多 数是其菌种的木霉属和曲霉属茜株，还有一些细茜菌属目前还是主要利用真茜来发酵产纤维素 酶，并且国内外对木霉属和曲霉属进行了比较透彻的研究，尤其是木霉属真菌〔⑶2.4.2细菌类通常把降解纤维素的细菌分为三大类：第一类是厌氧纤维素降解细菌：主要包括中温性细菌、 嗜热厌氧细菌、癌胃纤维素降解细菌第二类是好氧性纤维素降解细菌：有食纤维菌属、生泡食 纤维菌属、粘细菌类中的粘球菌属、堆囊粘菌属第三类是嗜城性纤维素降解细菌：主要是芽弛 杆菌的一些菌丝H4】细菌主要产生中性纤维素酶和碱性纤维素酶，碱性纤维素酶。