酶解香蕉茎干中纤维素机理研究

The purpurse of this subject is to lucubrate the molecular dynamic mechanism of enzyme degradation in cellulose of banana stems. Vague Set Theory is employed for data analysis, experiment programme optimization for the best process conditions and influence factors of cellulase complex degradation. Cellulase complex will be separated from fermentation products with the methods of ammonium sulphate salting out, Sephsdex gel filtration,ionic-exchange column chromatography, SDS-PAGE electrooresis and so on. Cellobiose, cellotriose, cellopentose will be separated from cellulase complex degradation products of banana stems and be tested with HPLC in order to testing and verifying our method. The study could provide theoretical foundation for cellulose degradation, advance the research of cellooligosaccharide and form propriertary technology with better academic and economic value. The study is of great importance for the utilization of banana stems resource, the ecological environment of Hainan international resort and Hainan provincial economy development.

本课题拟对香蕉茎干中纤维素的酶降解动力学机理进行深入研究。应用Vague集理论进行数据分析和实验方案优化，探究复合纤维素酶降解香蕉茎干中纤维素多糖的最佳工艺条件及影响因素。通过硫酸铵盐析、Sephadex凝胶过滤、离子交换柱层析、SDS-PAGE电泳等方法，对发酵产物中的纤维素酶进行分离纯化。从酶解混合物中分离提纯得到纤维三糖、四糖和五糖，并对其结构进行鉴定，再经HPLC分析测定被测样品中纤维三糖、四糖和五糖的纯度。该研究不仅为纤维素的有效降解提供理论依据，促进纤维低聚糖的研究，而且可以形成自主技术，具有很高的学术和经济价值。同时对香蕉产业大省海南省的香蕉茎干资源的有效利用和促进海南国际旅游岛生态环境建设以及推动和加速海南地方经济发展具有重要意义。

香蕉茎干中干物质的化学成分主要是纤维素、半纤维素和木质素，其中纤维素58.5%-76.1%，半纤维素28.5%-29.9%(在1%NaOH溶液中测得)，木质素4.8%-6.13%。纤维素是由D-葡萄糖基通过β-1,4-糖苷键联结而成的线状高分子化合物，聚合度为100～20000 DP，是膳食纤维的很好原料，但香蕉茎干的聚合度大吸水性需要提高，本课题为了提高香蕉茎干的吸水性用酶解法把香蕉茎干中的纤维素多糖部分降解为纤维二糖以上的低聚糖。对香蕉株的纤维素酶菌株进行研究了，经初筛、复筛分离活化出更高效的产纤维素酶菌株；得到了香蕉茎干粉的制备方法并申请了两个专利，通过实验对香蕉茎干中纤维素的酶降解动力学机理进行深入研究，探究了纤维素酶降解香蕉茎干中纤维素多糖的最佳工艺条件及影响因素。从酶解混合物中得到纤维三糖、四糖和五糖，再经HPLC分析测定降解样品中纤维二糖、三糖、四糖和五糖的含量。该研究不仅为纤维素的有效降解提供理论依据，促进纤维低聚糖的研究，而且可以形成自主技术，具有一定的学术和经济价值。同时对海南省的香蕉茎干资源的有效利用和促进海南国际旅游岛生态环境建设以及推动和加速海南地方经济发展具有重要意义。