糖化发酵在纤维乙醇生产中的应用研究进展

利用纤维类物质生产燃料乙醇已成为解决能源问题的重要方法。针对糖化发酵生产纤维乙醇的水解反应和发酵进程进行探讨,综述了木质纤维素生产乙醇的发酵方法、发酵菌种的选择、发酵抑制物及其去除方法,可为乙醇生产提供指导和借鉴。     

我国钾盐开发“走出去”初具规模

<正>近年来,全球人口增长带来粮食消费刚性增长,畜牧业发展也增加粮食消费。一些重要的粮食出口国利用粮食来开发生物燃料,减少了粮食出口,也使得国际市场的粮价大幅上涨。据美国农业部统计,2009年美国用来生产乙醇燃料的玉米消耗量达到1.07亿吨,占其当年玉米产量的39%;欧盟利用油菜籽、大豆等原料发展和生产生物柴油,2010年欧盟共生产了约945万吨生物柴油。因此,世界粮食供给短缺,粮食价格大幅上涨,从而带动钾肥价格上涨,已是不可避免的事实。     

木质纤维素类农业废弃物生物转化资源化研究进展

木质纤维素类农业废弃物生物质资源的合理利用,对减少环境污染、缓解能源危机具有重要意义。简述了国内外木质纤维素类生物质资源化利用技术,着重对木质纤维素类农业废弃物生产燃料乙醇、厌氧发酵产甲烷（CH4）和产氢（H2）领域研究进展进行了论述。     

联合生物加工木质纤维素生产生物乙醇的研究进展

木质纤维素乙醇的联合生物加工过程(consolidated bioprocessing,CBP)是将纤维素酶和半纤维素酶的生产、纤维素水解和乙醇发酵过程组合或部分组合,这过程通过一种微生物完成,工艺简单,操作方便,有利于降低生物转化过程的成本。本文主要介绍了在生产生物乙醇的过程中,使用能产纤维素酶且能发酵产乙醇的双功能单一菌株,尤其是真菌和一些嗜热微生物利用木质纤维素直接生产生物乙醇,或者通过基因工程将异源纤维素酶系统导入到一些生长较快、研究较为成熟的真菌表达系统或细菌表达系统中表达,最常研究的就是酿酒酵母和大肠杆菌。研究纤维素酶和半纤维素酶在酿酒酵母中表达的进展及利用酿酒酵母和大肠杆菌联合加工纤维素乙醇的策略。     

木质纤维素预处理技术研究进展

预处理木质纤维素是实现生物质转化为燃料乙醇的关键步骤,直接影响着木质纤维素水解效率和乙醇的生产成本。介绍了国内外几种木质纤维素预处理技术现状,评述了木质纤维素转化为乙醇的工艺特点和经济性,综述了几种极具经济潜力的预处理技术。     

世界生物质能源发展现状及未来发展趋势

本文首先分析了世界生物质能源的总体生产状况及变化趋势,然后对主要燃料乙醇生产国和主要生物柴油生产国的一些基本情况及其在世界所处的地位进行了概括和分析。最后指出,未来世界生物质能源的发展趋势是发展非粮生物燃料;研发纤维素乙醇技术,促进规模化生产;开发工程微藻,实现产业化生产。     

白蚁肠道内的共生微生物区系

白蚁是少数几种以木质纤维素类物质为食的动物之一,在自然界木质纤维素循环中担当重要角色,并可为木质纤维素转化为生物燃料提供生化催化剂。白蚁的后肠内包含有密集的和种类丰富的微生物,这些微生物可降解纤维素和半纤维素、发酵成短链的脂肪酸、脂肪酸被白蚁吸收,它们主要有原生动物(低等白蚁)、细菌、真菌等。综述了白蚁肠道内共生微生物与宿主的共生关系及其微生物的应用前景。     

纤维素乙醇生物转化工艺的研究进展

以纤维素为原料生产乙醇主要包括预处理、水解和发酵三步重要的生物转化过程。由于纤维素原料本身的结晶度和难于降解性,木质纤维素原料生产乙醇,在水解之前要对原料进行物理法、化学法、物理-化学法和生物法等预处理才能获得较高的转化率;发酵工艺有直接发酵法、间接发酵法、混合菌种发酵法、同步糖化发酵法、非等温同步糖化发酵法和复合水解发酵工艺等。综述了纤维素转化为燃料乙醇的原料预处理方法、糖化发酵工艺以及不同预处理方法、发酵工艺优缺点及适合的原料范围,并提出了纤维素乙醇产业化亟待解决的关键技术,展望了纤维素燃料乙醇的产业化前景。     

纤维素酶转化木质纤维素生物质生产乙醇的研究进展

木质纤维素生物质是价廉易得、来源丰富的可再生资源和能源,被纤维素酶转化后可以生产乙醇部分替代石油,这不仅有利于环境保护和资源再利用,而且可减少温室气体的排放和缓解化石能源的危机。纤维素酶成本的降低以及纤维素转化效率的提高是纤维素酶转化木质纤维素生物质生产乙醇的关键。本文综述了纤维素酶转化木质纤维素生物质生产乙醇的研究进展,主要包括纤维素酶的分类及其作用机制、纤维素酶的生产、木质纤维素生物质的预处理、纤维素酶的转化和糖化发酵乙醇工艺。     

木质素与生物燃料生产:降低含量或解除束缚?

生物质能源作为可再生性替代能源之一,其开发利用可为解决当前全球变暖、化石能源成本飞涨和环境污染等重大问题提供新的途径。木质纤维素是植物细胞壁的主要组成成分,也是地球上最丰富的可再生资源之一,可转化为生物酒精等液体生物燃料。木质纤维素主要包括纤维素、半纤维素和木质素,三者之间由酯键、醚键和糖苷键等化学键连接,形成的木质素-糖类复合体是一种共价键聚合物,这些细胞壁成分的组成及其互作会影响多糖的水解作用,进而影响木质纤维素的转化利用效率,其中,木质素被认为是阻碍纤维素酶分解的主要物理障碍。当前,提高能源作物生物质的田间种植、生产效率及其工厂化降解、转化效率是生物质能源发展的热点和难点问题。由于木质素是木质纤维素生物量中除多糖之外含量最高的成分之一,提高木质素利用效率成为影响整个木质纤维素生物冶炼产能的关键。为此,文中从降低木质素含量和解除木质素束缚的角度出发,系统回顾了木质素在植物细胞壁中的发育沉积特征及其遗传改造研究进展,探究从植物细胞壁结构组成角度优化木质纤维素性状提高生物燃料产率的可能性,重点论述了降低能源植物木质素含量的遗传选育和基因改良策略,以及木质纤维素生物冶炼的预处理和分离技术。一方面,通过常规育种程序培育低木质素含量的生物能源作物品种,或是通过基因工程技术下调木质素的生物合成,对于提高木质纤维素利用效率和降低生物燃料生产成本均具有积极的作用。另一方面,以解除木质素束缚为目的的生物冶炼预处理技术是提高木质纤维素生物燃料工厂化生产效率的重要环节,主要包括酸预处理法、碱预处理法和有机溶剂预处理法,高效的预处理技术能够显著提高纤维素酶水解效率,增加生物酒精产量。文中最后对木质素与生物燃料生产的研究与应用前景进行了展望。     

我国生物液体燃料发展现状及建议

生物液体燃料作为可再生能源是石油石化能源的理想替代品。阐述了开发生物液体燃料对解决能源短缺和环境污染问题的重要意义,分析了我国生物乙醇和生物柴油的发展现状和存在问题,并对我国生物液体燃料的发展提出了建议。     

木质素与酶的作用机制及其在纤维素酶水解中的影响研究进展

化石燃料的持续开采与使用对环境产生了严重的负面影响，使得开发可再生清洁能源代替传统能源成为必然。木质纤维素是一种丰富的可再生资源，可转化为生物乙醇、氢气等生物质燃料，被认为是代替化石燃料的理想替代品。其中木质纤维原料转化为生物乙醇需经过预处理、酶水解以及微生物发酵这3个关键步骤，而纤维素酶水解通常会受到酶、水解条件、底物等诸多因素的影响。针对木质素对纤维素酶水解的影响研究进行综述，大量研究发现，木质素是纤维素酶水解过程中的主要抑制剂。木质素既可以吸附纤维素酶，与纤维素酶发生无效吸附；又可以作为物理屏障，阻碍酶对纤维素的生产性吸附。尽管通过预处理可以去除大部分的木质素，但依旧无法从根源上缓解木质素对纤维素酶水解的影响，研究木质素的结构单元对酶解效率的影响可能是当前生物乙醇转化中木质素在纤维素酶水解中的研究方向。     

电子导师制在农科类专业教学中的应用

介绍了电子导师制的内涵,针对农科类专业学习资源短缺、教学方法陈旧、导师严重不足、师生交流困难的问题,提出了电子导师制在农科类专业教学中的应用策略。     

芦苇的饲料利用研究进展

介绍了芦苇的饲用价值,从青贮、畜禽饲用、水产动物饲用等方面综述了芦苇的饲用研究进展,以期为芦苇饲料的开发与加工提供参考。     

沙棘果渣栽培木耳生产工艺及产品营养成分分析

为了使废弃的沙棘果渣得到再利用,解决木耳栽培原料短缺的问题,将沙棘果渣按照一定比例添加到木耳栽培料中,通过正交试验确定了沙棘果渣最佳添加量(20%沙棘果渣)和最佳配方,并研究了该配方对不同木耳品种(黑29、黑威11号)菌丝生长的影响,通过出耳试验确定了栽培工艺,测定了所生产木耳的主要营养成分.结果表明:添加20%的沙棘...     

福建省发展工业原料林的优势和存在问题及对策措施

论述了发展工业原料林的重要性和优势,指出潜在的生态环境的脆弱性是福建省发展工业原料林的障碍之一。只有实行林业分类经营,才有可能建立比较完善的林业生态工程体系和林业产业体系。目前,工业原料林的树种组成比较单调,既有经济效益高的优点,也存在一定的生态问题。合理的布局、在景观水平上的树种配置和科学的经营管理技术措施将是缓解这一矛盾的主要途径。     

食用菌菌渣栽培榆黄蘑技术

随着食药用菌栽培规模的不断扩大,常规原料棉籽壳和木屑日趋短缺,生产中需要不断开发新型栽培基质,食用菌工厂化栽培后的菌渣营养物质仍然非常丰富,可作为榆黄蘑的主要栽培原料。本文介绍了利用工厂化食用菌菌渣栽培榆黄蘑的关键技术。     

菲律宾蔬菜产业发展现状及对周边地区的影响

阐述了菲律宾国内农产品需求及蔬菜生产现状.针对其农业生产中存在的问题,提出了菲律宾蔬菜产业发展前景及对周边地区的影响.     

可再生生物质燃料的研究与应用

文章对碳水化合物制备生物沼气、生物乙醇和生物汽油的研究与应用进展进行了综述,同时讨论了新能源的拓展思路,并对生物质能未来的发展趋势进行了展望.     

牛的3种单个早期胚胎中基因表达的差异

为建立哺乳动物单个早期胚胎中基因表达的分析方法,解决胚胎实验中取材困难的矛盾,本研究以牛体内受精胚(in vivo cultured,IVC)、体外受精(in vitro fertilization,IVF)和体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer,SCNT)3种来源的7日龄囊胚作实验材料,通过单个胚胎直接裂解后进行逆转录结合随机引物指数扩增的方法富集相应cDNA.对克隆囊胚cDNA库中随机挑选的15个阳性克隆进行测序和EST分析.并运用特异性的引物,对哺乳动物胚胎发育的3个重要基因Nanog,Oct-4和Sox2的表达进行了扩增和表达检测.结果表明,在哺乳动物胚胎囊胚阶段,这3个维持细胞多能性的相关基因的表达都相当活跃;相对于体内胚和体外受精胚,克隆胚中这3种基因的表达明显偏低.本方法为牛植入前胚胎发育阶段特异性基因的筛选和基因表达模式的研究提供了有效的材料和技术途径.