玉米秸秆瘤胃液发酵过程优化及微生物群落变化研究
发布时间：2021-10-26 06:20
化石能源的日益紧缺以及利用过程中引起的一系列环境污染问题,使得生物质能源受到越来越多的关注。农业废物中的玉米秸秆由于其不仅容易获得而且年产量大成为生产生物质能源的主要原料。玉米秸秆的主要组分是纤维素、半纤维素、木质素,三者之间的复杂结构严重限制了玉米秸秆的利用。因此,提高对玉米秸秆的降解对于生产生物质能源具有重要意义。反刍动物由于其瘤胃中丰富的瘤胃微生物存在能够高效降解木质纤维素生物质。本研究将瘤胃液发酵应用于玉米秸秆发酵过程中,探讨不同底物浓度的玉米秸秆在瘤胃液发酵过程中的效果与作用机制,研究多级瘤胃液发酵对玉米秸秆降解的提高。同时,对体外多次循环利用过程中瘤胃液发酵的效果以及微生物群落的变化进行研究,利用发酵液相与发酵固相分别作为接种物对玉米秸秆进行发酵,以期能够使得瘤胃微生物长期保持活性,提高玉米秸秆的发酵效果。选用不同底物浓度的玉米秸秆进行瘤胃液发酵,研究玉米秸秆的瘤胃液发酵效果和作用机制,实验结果表明瘤胃液发酵可应用于高浓度玉米秸秆的高效发酵,10%（w/v）固含量玉米秸秆72 h发酵产生的VFA浓度达到13271 mg/L。通过发酵过程中纤维素酶活性的变化发现,纤维素酶在水...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
预处理在生物质转化中的主要作用Fig.1.1Schematicoftheroleofpretreatmentintheconversionofbiomass
玉米秸秆瘤胃液发酵过程优化及微生物群落变化研究81.3反刍动物的消化过程反刍（Rumination）是指反刍动物在进食一段时间后，又将胃内半消化的食物返回嘴中再次进行咀嚼的行为。反刍动物主要包括羊、牛、骆驼、羊驼、长颈鹿等哺乳纲类动物。反刍动物的胃由四个部分组成，分别是瘤胃（Rumen）、网胃（Reticulum）、瓣胃（Omasum）、皱胃（Abomasus），各部分的功能不尽相同（图1.2）（Saueretal.,2012）。图1.2反刍动物胃的结构Fig.1.2Thedigestivesystemofruminantanimals（1）瘤胃瘤胃是反刍动物消化系统中的第一个消化器，其主要功能是暂时贮存饲料和微生物发酵，是反刍动物对食物进行消化的主要部位。瘤胃约占了反刍动物9%-13%的身体体积，是反刍动物最重要的消化器官，而瘤胃的消化能力对整个消化系统的贡献高达64%-71%。大部分复杂的消化过程通常都在瘤胃内进行。瘤胃内的消化酶都是由生活在其中的微生物分泌的。当食物进入瘤胃后，大量的瘤胃微生物立马附着在食物表面，与此同时微生物不断分泌纤维素酶、半纤维素酶以及β-糖苷酶等能够水解木质纤维素的消化酶。这些酶能够将食物中的纤维素、半纤维素和果胶等多糖类物质降解成单糖，并逐渐分解生成挥发性脂肪酸和CO2等，其中挥发性脂肪酸能够为反刍动物提供60%-70%的能量来源。瘤胃微生物能够高效消化木质纤维素，经充分消化后，大
1绪论21酵液相与发酵固相对玉米秸秆的发酵效果；此外，对发酵液相与发酵固相接种厌氧发酵后样品中瘤胃微生物群落的多样性变化进行了研究。1.6.3技术路线图本论文的技术路线如图1.3所示。图1.3技术路线图Fig.1.3Technicalroutesforthisstudy
【参考文献】：
期刊论文
[1]农作物秸秆作为反刍动物饲草资源利用进展[J]. 吴燕妮,田和平. 畜禽业. 2018(08)
[2]中国农作物秸秆资源量及其“五料化”利用现状[J]. 王红梅,屠焰,张乃锋,司丙文,马涛,萨茹拉,那亚,刁其玉. 科技导报. 2017(21)
[3]我国农作物秸秆综合利用现状及焚烧碳排放估算[J]. 石祖梁,贾涛,王亚静,王久臣,孙仁华,王飞,李想,毕于运. 中国农业资源与区划. 2017(09)
[4]南安市秸秆综合利用现状与发展对策[J]. 陈飞燕. 福建农业科技. 2017(06)
[5]食用菌菌糠综合利用研究进展[J]. 彭涛,余水静,程素. 安徽农业科学. 2016(09)
[6]近红外光谱技术检测植物木质素纤维素研究进展[J]. 杜娟,安东,夏田,黄艳华,李洪超,张蕴薇. 光谱学与光谱分析. 2013(12)
[7]食用菌加工产业研究现状与前景[J]. 陈杰,徐冲. 微生物学杂志. 2013(03)
[8]动物消化机制用于木质纤维素的厌氧消化[J]. 吴昊,张盼月,郭建斌,吴永杰. 环境科学. 2013(02)
[9]平菇菌糠饲料的营养价值与安全性评估分析[J]. 宫福臣,张东雷,张玉铎,韩梅琳,孙晓红,李杰. 中国畜牧兽医. 2012(11)
[10]农作物秸秆红外指纹图谱双指标序列分析[J]. 孟凡会,吴霞. 分析科学学报. 2012(02)
博士论文
[1]饲粮中添加燕麦干草对绵羊生产性能、消化代谢及瘤胃微生物区系的影响[D]. 张毕阳.甘肃农业大学 2017
[2]稻草瘤胃液预处理—甲烷和乙醇一体化转化研究[D]. 张海波.湖南大学 2017
[3]林业废弃物预处理提高酶解产糖及产沼气的研究[D]. 金曙光.北京林业大学 2016
硕士论文
[1]食用菌多糖对人工瘤胃发酵及甲烷产量的影响[D]. 潘双子.福建农林大学 2019
[2]纤维素酶添加对玉米秸秆厌氧消化产甲烷的影响[D]. 吴丹.北京林业大学 2015
本文编号：3459000
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
预处理在生物质转化中的主要作用Fig.1.1Schematicoftheroleofpretreatmentintheconversionofbiomass
玉米秸秆瘤胃液发酵过程优化及微生物群落变化研究81.3反刍动物的消化过程反刍（Rumination）是指反刍动物在进食一段时间后，又将胃内半消化的食物返回嘴中再次进行咀嚼的行为。反刍动物主要包括羊、牛、骆驼、羊驼、长颈鹿等哺乳纲类动物。反刍动物的胃由四个部分组成，分别是瘤胃（Rumen）、网胃（Reticulum）、瓣胃（Omasum）、皱胃（Abomasus），各部分的功能不尽相同（图1.2）（Saueretal.,2012）。图1.2反刍动物胃的结构Fig.1.2Thedigestivesystemofruminantanimals（1）瘤胃瘤胃是反刍动物消化系统中的第一个消化器，其主要功能是暂时贮存饲料和微生物发酵，是反刍动物对食物进行消化的主要部位。瘤胃约占了反刍动物9%-13%的身体体积，是反刍动物最重要的消化器官，而瘤胃的消化能力对整个消化系统的贡献高达64%-71%。大部分复杂的消化过程通常都在瘤胃内进行。瘤胃内的消化酶都是由生活在其中的微生物分泌的。当食物进入瘤胃后，大量的瘤胃微生物立马附着在食物表面，与此同时微生物不断分泌纤维素酶、半纤维素酶以及β-糖苷酶等能够水解木质纤维素的消化酶。这些酶能够将食物中的纤维素、半纤维素和果胶等多糖类物质降解成单糖，并逐渐分解生成挥发性脂肪酸和CO2等，其中挥发性脂肪酸能够为反刍动物提供60%-70%的能量来源。瘤胃微生物能够高效消化木质纤维素，经充分消化后，大
1绪论21酵液相与发酵固相对玉米秸秆的发酵效果；此外，对发酵液相与发酵固相接种厌氧发酵后样品中瘤胃微生物群落的多样性变化进行了研究。1.6.3技术路线图本论文的技术路线如图1.3所示。图1.3技术路线图Fig.1.3Technicalroutesforthisstudy
【参考文献】：
期刊论文
[1]农作物秸秆作为反刍动物饲草资源利用进展[J]. 吴燕妮,田和平. 畜禽业. 2018(08)
[2]中国农作物秸秆资源量及其“五料化”利用现状[J]. 王红梅,屠焰,张乃锋,司丙文,马涛,萨茹拉,那亚,刁其玉. 科技导报. 2017(21)
[3]我国农作物秸秆综合利用现状及焚烧碳排放估算[J]. 石祖梁,贾涛,王亚静,王久臣,孙仁华,王飞,李想,毕于运. 中国农业资源与区划. 2017(09)
[4]南安市秸秆综合利用现状与发展对策[J]. 陈飞燕. 福建农业科技. 2017(06)
[5]食用菌菌糠综合利用研究进展[J]. 彭涛,余水静,程素. 安徽农业科学. 2016(09)
[6]近红外光谱技术检测植物木质素纤维素研究进展[J]. 杜娟,安东,夏田,黄艳华,李洪超,张蕴薇. 光谱学与光谱分析. 2013(12)
[7]食用菌加工产业研究现状与前景[J]. 陈杰,徐冲. 微生物学杂志. 2013(03)
[8]动物消化机制用于木质纤维素的厌氧消化[J]. 吴昊,张盼月,郭建斌,吴永杰. 环境科学. 2013(02)
[9]平菇菌糠饲料的营养价值与安全性评估分析[J]. 宫福臣,张东雷,张玉铎,韩梅琳,孙晓红,李杰. 中国畜牧兽医. 2012(11)
[10]农作物秸秆红外指纹图谱双指标序列分析[J]. 孟凡会,吴霞. 分析科学学报. 2012(02)
博士论文
[1]饲粮中添加燕麦干草对绵羊生产性能、消化代谢及瘤胃微生物区系的影响[D]. 张毕阳.甘肃农业大学 2017
[2]稻草瘤胃液预处理—甲烷和乙醇一体化转化研究[D]. 张海波.湖南大学 2017
[3]林业废弃物预处理提高酶解产糖及产沼气的研究[D]. 金曙光.北京林业大学 2016
硕士论文
[1]食用菌多糖对人工瘤胃发酵及甲烷产量的影响[D]. 潘双子.福建农林大学 2019
[2]纤维素酶添加对玉米秸秆厌氧消化产甲烷的影响[D]. 吴丹.北京林业大学 2015
本文编号：3459000
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