半纤维素的化学结构和生理功能

半纤维素的化学结构和生理功能李雄彪,张金忠（北京大学生物学系北京１００８７１）（南开大学生物系天津３０００７１）ＣＨＥＭＩＣＡＬＳＴＲＵＣＴＵＲＥＡＮＤＰＨＹＳＩＯＬＯＧＩＣＡＬＦＵＮＣＴＩＯＮＯＦＨＥＭＩＣＥＬＬＵＬＯＳＥ￥ＬｉＸｉｏｎｇ－ｂｉａｏ...     

亚高山森林林窗对凋落物分解过程中半纤维素动态的影响

亚高山森林林窗可能通过改变冬季雪被格局和生长季水热环境影响林窗内凋落物中半纤维素的分解动态, 但目前对此还缺乏研究。采用凋落物分解袋法, 以亚高山森林5种典型物种岷江冷杉(Abies faxoniana)、红桦(Betula albosinensis)、四川红杉(Larix mastersiana)、方枝柏(Sabina saltuaria)和高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)凋落物为研究对象, 研究雪被形成期、雪被覆盖期、雪被融化期和生长季节从林窗中心、林冠林窗、扩展林窗到郁闭林下物种凋落物的半纤维素变化特征。经历一年分解后, 5种凋落物的半纤维素均呈现净累积现象。针、阔叶凋落物半纤维素分别在雪被覆盖期和融化期表现出相对较高的损失率。在雪被覆盖期和融化期, 凋落物半纤维素在林窗中心和林冠林窗具有相对较高的损失率; 而在生长季节, 林窗中心呈现相对较低的凋落物半纤维素累积率。统计分析结果表明凋落物分解过程中半纤维素损失率与环境因子和凋落物质量因子均显著相关。这些结果表明亚高山森林林窗对凋落物分解过程中半纤维素损失率具有显著影响, 分别促进了半纤维素在冬季的损失以及抑制了半纤维素在生长季节的累积, 意味着亚高山森林林窗的形成有利于凋落物半纤维素的降解。     

假丝酵母发酵玉米芯半纤维素水解液生产木糖醇

采用一株驯化过的假丝酵母(Candida sp.)直接发酵经过简单脱毒处理的玉米芯半纤维素水解液生产木糖醇。确定了水解液的最适浓缩倍数在3.0～3.72的范围内。利用正交实验,确定了摇瓶分批发酵工艺条件的最适组合为：摇床转速180r/min,起始C/N为50,起始pH 5.5,接种量5% (体积比)。在此基础上,重点研究了在发酵罐中通气量对酵母发酵玉米芯水解液生产木糖醇的影响。结果表明采用先高后低的分段通气发酵在木糖醇得率方面明显优于恒定通气发酵;其中,在0～24h,3.75 L/min;24～108h,1.25 L/min的分段通气条件下(装液量为2.5L),木糖醇得率(木糖醇/木糖,g/g) 达到0.75 g/g。该结果将有助于建立一种高效的、大规模的利用玉米芯半纤维素水解液发酵生产木糖醇的工艺。     

酿酒酵母发酵糖类生产酒精的研究现状

可再生资源如粮食或植物纤维发酵生产的酒精作为生物能源来代替或部分代替汽油,可以缓解石油日益枯竭的压力,同时具有绿色环保的社会效益。酿酒酵母(S．cerevisiae)是传统的酒精生产菌株,具备良好的工业生产性状,耗糖快、乙醇耐受力高、对水解糖液中有毒物质抗性强;全序列已测定,遗传操作技术也已经成熟。木质纤维素类物质是地球上最主要的可再生资源．木糖是半纤维素的主要组成部分,     

木糖发酵生产乙醇的研究

选育出一株优良的木糖发酵菌株树干毕赤酵母菌7124,并利用纯木糖优化了木糖发酵条件,利用海藻酸钠固定化树干毕赤酵母菌增殖细胞,不仅能较好满足限氧发酵条件,而且能耐较高糖浓度,使乙醇发酵浓度提高到20g/L。利用半纤维素水解液进行了乙醇发酵的初步研究,基本达到了纯木糖发酵的效果。     

一组纤维素分解菌复合系NSC-7的酶活表达特性

为了揭示一组具有降解纤维素和林丹双重功能的细菌复合系NSC-7的降解活性, 本文对该菌系的分解能力、纤维素酶活性和半纤维素酶活性进行测定。结果表明, NSC-7在14 d内, 可降解稻秆干重的 73.6％, 其中降解纤维素82.1％, 半纤维素58.2％, 木质素5.4％。用广泛采用的酶活测定方法测定了4种纤维素酶和半纤维素酶活性, 在培养的第8天, 内切酶、总纤维素酶、外切酶和b-糖苷酶活性都达到最大值, 分别为4.48 U/mL、7.51 U/mL、15.83 U/mL和25.78 U/mL。在培养的第5天, 半纤维素酶活性达到最高值为280.9 U/mL, 其平均值比纤维素酶活性高43.71倍。     

滇池水葫芦固液分离后的沼气发酵研究

在常温下,分离水葫芦为水葫芦渣和水葫芦汁,水葫芦渣与猪粪结合进行批量发酵试验,研究了产气量及原料半纤维素、纤维素、木质素的降解,结果表明原料的产气率为504.04 L/g TS,甲烷含量65%,半纤维素、纤维素降低,木质素升高.对水葫芦汁厌氧发酵的产气及COD降解情况进行了研究,结果表明水葫芦汁的产气潜力为2.192 mL/g,COD降解率达到91.27%.     

生物技术制备植物性来源的功能寡糖

功能性寡糖是近年来国内外竞相开发的热点之一 ,其中植物性来源的多聚糖经生物技术处理制备的功能寡糖以其原料来源广泛、安全及较好的生理功能而倍受青睐。本文简要介绍了国内外寡糖产品的开发研究现状和发展趋势 ,着重介绍了两个由植物半纤维素类原料制备的功能寡糖———木寡糖、半乳甘露寡糖的研究进展     

纤维素生物质新型水解技术的研究进展

纤维素生物质水解技术是生物质资源转化的关键技术之一,在传统的酸水解和酶水解技术基础上,近年来出现了一些新型的水解技术,它们一般都具有绿色高效、对环境友好等特点;回顾并综述了纤维素生物质水解技术的最新进展,并对纤维素生物质水解技术的发展研究方向提出了设想.     

2012年第5卷第2期植物代谢与现代农业专刊

1 Wang H-Z, Dixon RA （2012）. On-off switches for secondary cell wall biosynthesis. Mol Plant, 5 （2）： 297-303 题目：次生细胞壁生物合成的开与关（综述） 摘要：次生细胞壁的硬度和强度支撑植物重量,以及确保水分和养分运输。它们也为人类生存提供织物、木材和潜在的第二代生物能源。参与细胞壁（即纤维素、半纤维素和木质素）合成的基因协同表达,