氧气/离子液体体系协同酶处理克服木质纤维素结构顽抗性及其酶解分离机制的研究

基本信息
批准号:31370580
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:陈嘉川
学科分类:
依托单位:齐鲁工业大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:庞志强,吴芹,吕高金,房士敏,鲁南,张志礼,王宝斌,申莉红,张林
关键词:
顽抗性木质纤维素氧气/离子液体体系酶处理酶解
结项摘要

The development of biorefinery is restricted by structure recalcitrance of lignocellulose structure when its components are dissolved and separated, which can be settled by effective pretreatment techniques using different methods. In this project wheat straw and fast-growing poplars are chosen as experimental materials.Oxygen-ionic liquid system together with enzymatic treatment are presented to overcome the recalcitrance of lignocellulose structure, and The enzymatic hydrolysis and separation of lignocellulose are modified.The changes of physical and chemical structure of lignocellulose are obtained from micro-zone analysis, surface analysis and structrual characteration with modern spectrum analyzation, and to understand mechanism of produce and action of radical in medium of ionic liquid, clarify effect of structure of ionic liquid on fiber degradation and enzymatic hydrolysis, explore degradation differences of various cell type and cell domains, expound the mechanism of oxygen-ionic liquid system to overcome the recalcitrance of degradation and separation of lignocellulose, and reveal the relationship between fiber structure and enzymatic hydrolysis. The results could build a novel pretreatment technique for lignocellulose, enrich theoretical system of pretreatment to overcome recalcitrance of lignocellulose, deepen knowledge of oxygen-containing radical in ionic liquid, thus provide references for building of ionic liquid and enzymes system suitable for biorefinery.

木质纤维素溶解分离时其结构的顽抗性严重制约着生物质精炼技术和脱木素技术的发展,必须从不同途径寻求有效的预处理技术以克服其顽抗性。本项目以麦草和速生杨等为研究对象,提出利用氧气/离子液体体系协同酶处理以克服木质纤维素结构的顽抗性,提高其酶解分离性能。采用现代波谱分析技术对微区组分分布、表面形貌和结构组成进行表征以获取预处理过程中溶出组分和木质纤维素物理和化学结构变化信息,了解离子液体介质中自由基产生和作用机制,弄清离子液体结构对纤维降解及其酶解性能的影响,探索不同细胞类型和细胞结构区域的降解差异,阐明氧气/离子液体体系克服木质纤维素降解分离顽抗性的机制,揭示纤维结构与酶解性能的关联性。研究结果可构建一种新的木质纤维素预处理技术,丰富预处理技术克服木质纤维素顽抗性的理论体系,深化对离子液体介质中含氧游离基作用机制的认识,为适用于生物质精炼过程的离子液体和生物酶体系的构建提供理论依据。

项目摘要

本项目以麦草、狼尾草、速生杨等为研究对象,利用氧气/离子液体体系协同酶处理以克服木质纤维素结构的顽抗性,提高其酶解分离性能。采用现代波谱分析技术对微区组分分布、表面形貌和结构组成进行表征以获取预处理过程中溶出组分和木质纤维素物理和化学结构变化信息,阐明了离子液体介质中自由基产生和作用机制,弄清O2/离子液体体系协同酶处理克服木质纤维素结构顽抗性的机制,构建了一种新的木质纤维素预处理技术,丰富了木质纤维素预处理克服其结构顽抗性的理论体系,深化对离子液体介质中含氧游离基作用机制的认识,阐明了结构顽抗性变化与酶解性能的关联性,为适于生物质精炼用的离子液体构建提供参考依据,初步弄清楚了离子液体介质中自由基产生和作用机制及离子液体结构对纤维降解及其酶解性能的影响,探索不同细胞类型和细胞结构区域的降解差异,阐明了氧气/离子液体体系克服木质纤维素降解分离顽抗性的机制,揭示纤维结构与酶解性能的关联性,深化了对离子液体介质中含氧游离基作用机制的认识,为适用于生物质精炼过程的离子液体和生物酶体系的构建提供理论依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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