木质纤维生物转化乙醇高活性纤维素酶技术

完成单位
常德联合生物能源研究所
成果类别
应用技术
推荐单位
常德市科学技术局
研究起止时间
2011.01 至2013.04
成果体现形式
新技术
成果属性
原始性创新
成果水平
未评价
研究形式
与院校、所合作
中图分类
TQ223.122
成果主要应用行业
制造业
课题来源
地方计划
课题立项名称
木质纤维转化燃料乙醇高活性纤维素酶技术引进
课题立项编号
2011WK2001
经费实际投入额(万元)
27
评价方式
验收
评价单位
湖南省科技厅
评价日期
2013
联系人
马云中
联系人电话
18807361833
联系人Email
myzhncd@163.com
单位通讯地址
湖南省常德武陵区西园路30号西园小区内
邮政编码
415000
单位电话
0736-7891113
合作完成单位
中南林业科技大学
完成人
陈介南;赵星;喻传明;马云中;张林;詹鹏;陈立君;陈石兰;刘进
简介
本项目来源于湖南省科技计划重点项目“木质纤维转化燃料乙醇高活性纤维素酶技术引进”,由常德联合生物能源研究所承担,与中南林业科技大学共同协作完成。木质纤维生物转化燃料乙醇技术是世界生物乙醇产业发展的战略性难题和技术制高点。我国在这一领域尚属起步阶段,与欧美等发达国家(尤其是美国)存在较大的技术差距,特别是在优质(高活性)纤维素酶的低成本制备与应用等主要核心(关键)技术方面尤为落后,至今仍是制约我国木质纤维乙醇产业发展的主要技术瓶颈。 本项目正是为了着力改善这一现状而实施的。负责人陈介南教授,在美国留学和从事生物能源研究和开发多年,与美国多所高校与研究机构,特别是佛罗里达大学保持着长期和深入的合作关系,保证了畅通的技术引进渠道。 项目引进了1株高活性纤维素酶(β-葡萄糖苷酶)菌株黑曲霉;消化吸收了高活性纤维素酶低成本生产技术,采用紫外诱变技术,筛选了最佳诱变条件,经初筛、复筛、遗传稳定性检测,自主选育高产纤维素酶菌种黑曲霉(Aspergillus niger)C112,通过软件设计,经单因素及响应面分析,系统的优化产酶工艺,采用成本低廉的玉米芯为主要原料进行液体发酵,酶活相对于原始菌株提高了65%,相对于引进菌株提高了38.57%,成本降低10%以上;应用RAPD分子标记技术对黑曲霉原始菌及其突变菌株进行多态性分析,通过筛选最佳RAPD反应条件,利用20种RAPD引物对原始菌株及紫外诱变后得到的突变菌株菌株进行RAPD分析,结果表明突变株与原始株相比,发生了突变,但它们之间的亲缘关系非常接近;采用改良CTAB法提取DNA,成功获得黑曲霉C112菌株产酶基因,并进行测序及Genbank注册。 项目的成功实施,有效地提高了纤维素酶主要组成酶--β-葡萄糖苷酶的生产效率,降低了生产成本,进一步完善了木质纤维转化生物燃料乙醇技术体系,加快了木质纤维转化生物燃料乙醇技术产业化进程。 纤维素酶、生物燃料乙醇生产过程中,二氧化碳排放量为零,而且燃料乙醇在使用过程中具有良好的燃烧效应。现在使用的燃料乙醇汽油可使汽车尾气中一氧化碳、碳氢化合物排放量分别下降30.8%和13.4%,二氧化碳排放量减少3.9%。因此,在不断升级优化关键技术的同时,并加大项目成果的推广力度,将提升湖南在生物乙醇这一战略性产业的技术水平和整体竞争力,加快湖南生物乙醇产业链的形成和发展,最终为湖南经济可持续发展和国家能源安全带来显著效益。

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