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玉米论文开题报告

2023-03-07 10:59 来源:学术参考网 作者:未知

玉米论文开题报告

开题报告 200字

开题报告中的选题是关键,选题即选择适当的题目,提出做什么。

一、选题依据(包括选择课题的背景、选题研究的理论及实践意义)

早在十九世纪中末叶,世界上就出现了旋耕机,1910年左右才达到实用水平,1922年首先在澳洲和英国推广实用,以后扩展到以欧洲为主的许多国家。1930年以后,日本又将欧洲旱地使用的旋耕机成功地运用到水田。所以旋耕机在近几十年内有了较大的发展。目前,从国外的旋耕机使用情况来看,多数安有安全离合器,有两种以上刀滚转速,三四种刀型,配有铁轮或者胶轮限深装置。我国旋耕机的发展,是先有与手扶拖拉机配套的旋耕机。轮式拖拉机的配套旋耕机是从1959年开始研制的,到1963年已有十几种不同型号的旋耕机 用于生产。

近些年来,由于国家对农业生产越来越重视,粮食生产产量从而得到稳步提升。但是在很多地方,人们仍习惯采用传统的耕作方式进行农业生产,造成春冬季节地表的长期裸露,这样就会导致我国许多地区耕地的土壤表层有机物质和水分的严重流失,从而加剧土壤贫瘠化和生态环境恶化。同时,由于长期对土地营养物质的大肆吸收,导致农田土壤肥力日趋下降,土地得不到很好的休养生息,进而导致农业生态系统逐渐恶化,严重制约我国粮食产量的进一步提高。作为一个农业大国,农业机械化是农业生产发展的基本方向。随着农业产业结构的不断改革深入,小型农机现在已经无法满足农业生产的要求,合理有效地组装各种功能的工作部件和装置形成的多功能旋耕机越来越成为研究方向,这样, 结 构 紧 凑,功 能 齐 全,机 动 性 、操 作 性 好,能 提 高 经 济 效 益。 旋耕机是拖拉机的主要配套农机具之一,对土壤进行旋耕作业,将犁和耙二道工序合为一体,适合水田和早地耕作,尤其适合北方旱地作业,主要用以完成耕整碎土作业;专门设计的灭茬机主要用以打碎浅土里的留茬根部;专门设计的秸杆还田机主要是对留在地里的秸杆(例如麦杆、棉花杆、玉米杆等)进行粉碎后还田。上述三种作业机具,工作原理相同,结构也相差不大,不同的是旋耕刀具工作转向与前进的驱动轮同向,灭茬机及秸杆还田机的刀具工作转向与驱动轮前进相反,且这三种作业机要求的刀具转速相差较大。

如何实现旋耕、灭茬、秸杆还田三种作业功能在同一机具上完成,一直是急待农机科研工作者解决的设计难题。因此,设计一种能方便变换刀具旋向和转速,可以按照需要完成旋耕、灭茬、秸杆还田三种作业功能为一体的多功能旋耕机,能够提高农业生产的效率,实现农业机械化进程。

二、选题研究现状(包括目前国内外对本选题的研究情况和有待解决的问题) 国外旋耕机的发展至今已有150多年的历史,起始于英、美,由3一4 kw内燃机驱动,主要用于庭院耕作,直至IJ型旋耕刀研制成功后,旋耕机才进人大田作业川。旋耕机切土、碎土能力强,一次旋耕能够达到一般犁耙作业几次才能达到的碎土效果,而且旋耕后的地表平整、松软,更能满足精耕细作的要求。使用旋耕机能有效缩短工序时间,从此成为现代农业的象征。旋耕机的样式,不是一成不变。旋耕机的发展,伴随着技术的改进,而随着每一次突破性的技术革新,旋耕机得到更大范围的推广应用。上世纪初,日本从欧洲引进旱田旋耕机后,经过大量的试验研究,研制出适用于水田耕作要求的弯刀,解决了刀齿和刀轴缠草问题。二战以后,新式旋耕机在日本全国迅速普及,日本农业,得到长足的发展。中国约一半的耕地是水田,日本研制新型旋耕机并大范围使用的成功经验,对我国而言,很具有借鉴性。当前世界上许多国家都在研究和应用旋耕技术。诸如美国、法国、日本、澳大利亚、瑞士、芬兰、 南斯拉夫、匈牙利等国家,在果树和蔬菜地上已经十分广泛地使用各种小型旋耕机械进行旋耕、犁耕、开沟、起垄、中耕、培土、铺膜、打孔、播种、灌溉和施肥等作业项目。荷兰、以色列、日本、美国等国家对温室用作业机具进行了系统的开发、研究、推广和应用,许多作业项目如耕整地、播种、间苗、中耕和除草都已实现了机械化。

中国对旋耕机的研究,始于20世纪50年代末。当时主要研制与手扶拖拉机配套使用的旋耕机,后来又研制出了与中型轮式拖拉机配套的旋耕机。70年代初,我国终于完成了与当时国产各类拖拉机配套的系列旋耕机的设计,旋耕机开始在北方平原旱田得到大面积的推广应用。旋耕机在我国的发展,经历了单机研制、发展系列产品、新产品的开发和换代三个阶段。随着现代种植、耕作农艺的发展,在旋耕机基础上,还产生了多用途的联合复式作业机。新型系列旋耕机采用新型旋耕刀,综合了合理的速度参数、幅宽和复式作业功能,满足不同的耕作用途与农艺要求。新型的自走式驱动型旋耕机,强化土壤耕作过程,满足不同条件下的不同土壤类型,一次耕作可以联合作业,有自身动力驱动,作业时不需要牵引功率,减少了功率的消耗,更加节能环保。当前,我国旋耕机的使用范围不断扩大,从应用最广的北方旱地,逐渐蔓延到南方水田,牧场、荒地和果林等都有使用旋耕机进行耕耘作业。

目前,在国内成型的旋耕机械产品中,以卧式旋耕机为主流,该种旋耕机对土壤适应性强、混土效果好,一次性作业可达到翻土、碎土和平整地表的要求。但一般耕深较浅,漏耕严重,工作部件易缠草堵泥且作业时消耗功率较大,为此,

近几年推出了立式和斜置式旋耕机。立式旋耕机主要适用于灭茬作业,斜置式旋耕机是一种综合了犁耕与旋耕的特点,功耗低,耕作质量好的新型耕作机具。在卧式旋耕机中,按旋耕机切刀轴与拖拉机轮子的转向可分为正转和反转两种。旋耕机切刀轴与拖拉机轮子转向一致的正转旋耕机,反之,为反转旋耕机。反转旋耕机是在正转旋耕机的基础上提出的,后来又推出了潜土反转旋耕机和正反转旋耕机。反转旋耕机可作为大中型联合收割机的主要配套机具,能形成土壤埋茬,有利于秸秆还田,实现增加土壤有机质的目的。潜土反转旋耕机可加大深耕,还可有效地解决刀轴前方壅土问题。正反转旋耕机通过传动机构和工作部件的结合,能使切刀轴正反转,同时完成灭茬和旋耕作业,实现一机多用。旋耕机入土深度一般小于旋耕部件半径的10%~20%,考虑到旋耕部件半径大小所需的相适应的单位能耗,应使旋耕机刀轴距地面较深。有的设计依据旋耕部件与耕深的相对关系,把中央调速器直接安装在旋耕部件的轴上。这样可保证农具的最小能耗,最小的材料消耗和较好的工作质量。旋耕机刀刃口曲线大多采用阿基米德曲线,另外等角对数曲线、正弦指数曲线等也有所应用。近几年,我国学者提出了多种刃口曲线,如节能型刃口曲线设计、平面型和曲面型正切面的设计、放射螺线作为生成过渡面的曲导线设计等。近些年来,为适应当前生产需要,还开发出1.25~2.80m幅宽多种型号的旋耕机。如南昌旋耕机厂生产的1GN系列和1G系列多种型号的旋耕机;江苏省连云港旋耕机集团公司生产的1GE2 210型旋耕机和1GQN 250S 型耕机。目前我国使用的联合作业机型有1GH 280 型松旋起垄机、1GSZ 210/280型组合实旋耕多用机、1GZJ 210型旋耕灭茬联合整地机、1GLT4型松旋灭茬起垄通用机及1QH 280D型灭茬旋耕多用机等.

但是,我国旋耕机任然存在以下主要问题:1、拖拉机动力输出轴容易损坏;

2、十字万向传动轴使用寿命短;3、缺少与大功率拖拉机配套的.旋耕机;4、作业性能满足不了当今农业要;5.缺少与大功率拖拉机配套的旋耕机。除此之外,由于设计材质及生产工艺等方面的原因,国产的旋耕机械在工作时易发生十字万向传动轴损坏、拖拉机动力输出轴容易损坏、整机作业性能不稳定和易缠草堵泥等问题。这些都有待于今后在设计和制造过程中去解决。

毕业设计(论文)题目:公允价值在非货币性资产交换中应用研究

任务书包含以下方面的内容:

(一) 设计(论文)主要内容:

第一部分,引言。介绍了本文的研究背景和意义、国内外研究的现状、本文的主要内容、本文的创新和不足。

第二部分,公允价值与非货币性资产交换的相关理论。

第三部分,非货币性资产交换计价基础选择的变迁。

第四部分,公允价值在非货币性资产交换中应用的现状。

第五部分,公允价值在非货币性资产交换运用中的完善建议。 姓名: 刘永兵 学号: 0121003920804

(二) 完成的主要任务及要求:

主要任务:首先对课题有总体的认识,包括查询文献了解公允价值引用历史和局限性以及非货币性资产交换的复杂性,分析公允价值在非货币性资产交换中的应用所存在的问题以及解决问题的方法与对策,从而为今后规范财会从业人员会计操作提供依据。

具体要求:

1)认真科学地收集、整理、分析文献资料;

2)根据研究分析文献资料的结果,详细分析公允价值在非货币性资产交换中的应用局限并探寻解决方案;

3)用事实说话,且数据准确、可靠,论据充分;

4)语言通顺,逻辑性强 。

(三) 完成任务的时间节点:

2014.02.15~2014.03.01 准备开题报告,撰写第一稿大纲。

2014.03.01~2014.03.08 完成开题报告,交指导老师审阅。

2014.03.09~2014.04.01 修改开题报告、毕业论文大纲、英文翻译,并定稿。

2014.04.01~2014.04.20 撰写论文第一稿交指导老师审阅,并进行修改。

2014.04.20~2014.05.15 撰写论文第二稿交指导老师审阅,并进行修改。

2014.05.16~2014.05.25 根据论文定稿格式要求,完成论文定稿。

2014.05.26~2014.05.31 准备好毕业设计所有相关材料;准备答辩。

(四) 必读参考文献:

【1】田春晓. 关于非货币性资产交换准则适用范围的思考[J]. 中国管理信息化. 2011(17)

【2】徐文娟. 非货币性资产交换涉及的税种探析[J]. 企业家天地(理论版). 2011(07)

【3】李忠海. 非货币性资产交换准则的国际比较与启示[J]. 中国证券期货. 2011(07)

【4】杨继明. 非货币性资产交换会计处理疑点解析[J]. 审计月刊. 2011(07)

【5】吕继英,王竹南,余红. 不等价非货币性资产交换会计处理之完善[J]. 财会月刊. 2011(17)

【6】马悦,邵颂豪. 非货币性资产交换换入资产定价方法比较[J]. 财会月刊. 2011(16)

【7】陈立波,李谷音. 非货币性资产交换利润操纵影响分析[J]. 财会通讯. 2011(13)

【8】黄媛. 具有商业实质的非货币资产交换对上市公司业绩的影响及对策[J]. 商业文化(下半月). 2011(04)

【9】高玉红. 新《非货币性资产交换》准则重难点解析[J]. 财经界. 2011(02)

【10】周炳伟. 非货币性资产交换准则:现状与改进[J]. 会计师. 2011(01)

【11】高春连. 对新《非货币性资产交换准则》的思考[J]. 现代商业. 2010(36)

【12】周玉清. 浅析《非货币性资产交换》会计准则[J]. 商场现代化. 2010(34)

【13】赵艳. 非货币性资产交换准则思考[J]. 财会通讯. 2010(28)

【14】金永,玄立平. 非货币性资产交换中换入资产入账成本探析[J]. 财会通讯. 2010(28)

【15】翁玉良. 非货币性资产交换下公允价值计量的应用[J]. 东方企业文化. 2010(12)

【16】段晓宇,章新蓉. 非货币性资产交换中“确凿证据”操作化的探讨[J]. 商业会计. 2010(11)

【17】卢梅华. 新非货币性资产交换准则变化对企业的影响[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2010(06)

【18】潘焕娣. 关于非货币性资产交换认定问题的研究[J]. 商品与质量. 2010(S5)

【19】徐擘. 公允价值在非货币性资产交换中的应用[J]. 科技创新与生产力. 2010(05)

【20】FASB, APB29, Accounting for Nonmonetary Transactions.

【21】FASB, FAS153, Exchanges of Nonmonetary Assets.

【22】James M. Fornaro, Rita J. Buttermilch, and John Biondo. Accounting for

Non-monetary Exchanges Conceptual and Practical Implications of SFAS153 [J].The CPA Journal. 2008.2

【23】KPMG LLP(US). Accounting for Nonmonetary

Transactions[M].Defining Issues. 2004.12

【24】J. David Spiceland, James F. Sepe, Lawrence A.Tomassin.i 2004. Intermediate accounting. 3rd ed. Irwin: Mc Graw-Hil,l 478~18533

药学毕业论文开题报告(2)

  药学毕业论文开题报告篇3
  题 目 名 称: 番泻叶对小鼠尿量的影响

  研究现状:

  一、普鲁兰酶

  普鲁兰酶(Pullulanase,EC.3. 2. 1. 41)是一种能够专一性切开支链淀粉分支点中的α-1.6糖苷键,从而剪下整个侧枝,形成直链淀粉的脱支酶。普鲁兰酶还可以分解普鲁兰多糖,普鲁兰酶来源于微生物,R-酶则来源于植物。普鲁兰酶最初是由Bender和Wallenfels于1961年通过产气气杆菌Aerobacter. aerogenes}(典型菌为肺炎克雷伯氏杆Klebsiella.pneumoniae)发酵获得,他们报道了该酶良好的酶学性能。之后,各国的科研人员经过广泛深入研究,从不同的地区、微生物中获得该酶,掀起了开发普鲁兰酶的高潮。

  在淀粉加工工业中,α淀粉酶最为常用,它的功能是水解淀粉的α-1,4糖苷键,单独用它时,产物中含有大量分支结构的糊精,其中就含有大量的α-1,6糖苷键。假如不把淀粉的α-1,6糖苷键彻底分解的话,势必会造成很大的浪费。自然界中,存在有能分解淀粉的α-1,6糖苷键的酶,通称为解支酶。如寡α-1,6葡萄糖苷酶( E.C3.2.1.68, Oligo-l,6-glucosidase ),普鲁兰酶(E.C3.2.1.41Pullulanase ),异淀粉酶( E.C3.2.1.68, Isoamylose ),支链淀粉一6-葡聚糖酶( E.C3.2.1.69,Amylopectin-6-gluanohydrase ),其中普鲁兰酶要求的底物分子结构最小,故而可以将最小单位的支链分解,导致可以最大限度的利用淀粉,所以在淀粉加工工业中有着重要的用途和良好的市场前景。故而许多国家都争相开发,但是到现在为止,只有丹麦的NOVO公司具有普鲁兰酶的生产能力。我国只有向其进口,但是其价格昂贵,限制了普鲁兰酶在我国的应用。其实,我国早在七十年代就开发普鲁兰酶的产生菌,但是该菌的酶学性质不适合生产,至今我国在普鲁兰酶的国产化方面还没有报道。

  在淀粉的加工行业上,对普鲁兰酶的酶学性质的要求是耐酸耐热,其原因是因为通常使用外加酶化法,由于所用酶类的限制,普鲁兰酶的添加可以在两步反应的任何一步,但必须满足上述的反应的条件。因此所开发的普鲁兰酶的酶学性质必须满足现有的酶法水解制糖的条件,也就是耐酸耐热。

  二、普鲁兰酶的研究现状

  1.产普鲁兰酶的微生物

  普鲁兰酶最初是由Bender和Wallenfels于1961年通过产气杆菌(Aerobacter

  aerogenes)发酵获得。他们报道了该酶的良好性能之后,各国的科研人员经过广泛深入的研究,从不同的地区的微生物中获得该酶,掀起了开发普鲁兰酶的高潮。但是迄今为止,尽管发现许多微生物能够产普鲁兰酶,但是由于当今工业生产条件(酸性,温度),大多数微生物所产的普鲁兰酶并无商业价值。以下便介绍一下普鲁兰酶的生产菌种。

  1.1蜡状芽抱杆菌覃状变种(Bacillus cereus Var.mycodes)

  由日本的ToshiyukiTakasaki于1975年发现。该菌同时产生两种淀粉酶:β-淀粉酶和普鲁兰酶。最佳作用条件为pH6~6.5,温度50℃,最大转化率(淀粉水解产生麦芽糖)大约为95%.酶学研究中发现,此酶在pH5,温度60℃依然保持大部分活性,该菌的营养细胞呈棒杆状,聚集成长短不等紊乱链状,无运动性,格兰氏阳性,产芽抱时细胞无明显膨胀。该菌最适生长温度30℃~37℃ ,最高生长温度在41℃~45℃,可以利用葡萄糖,甘露糖,麦芽糖,海藻糖,淀粉和糖原。

  1.2嗜酸性分解普鲁兰多糖芽抱杆菌(BaciIluS.Acidopullulyticus)

  上世纪八十年代初,丹麦Novo公司获得此菌,此菌所生产的普鲁兰酶耐热

  (60℃),耐酸(pH4.5)。该公司经过投入巨资开发研究,1983年Nov。公司在日本和欧洲市场同时商业化销售,商品名Prornozyme。如今,它是应用最广,产量最大的普鲁兰酶。Bacillus.Acidopullrrlyticus呈棒状,深层发酵几小时后,可观察到类原生质体的膨胀细胞,较稳定,饱子呈圆柱体或椭圆体。格兰氏反应阳性,37℃生长良好,45℃以上和pI-1高于6.5以上不长,在以普鲁兰糖为碳源的培养基((pH4.8 ~5.2)上生长良好。

  1.3枯草芽饱杆菌(Bacillus subtilis)

  1986年,日本的Yushiyuki Takasaki报道了一株能产生耐热耐酸普鲁兰酶的菌种,被命名为Bacillus subtilis TU。此菌种所产生的酶为普鲁兰酶和淀粉酶的混合物,可水解淀粉为麦芽三糖和麦芽搪.水解普鲁兰糖为麦芽三糖,其中普鲁兰酶最佳作用pH为7.0~7.5,但在pH5.0时亦有约50%的酶活,此普鲁兰酶最佳作用温度60℃。

  1.4耐热产硫梭菌(Clostridum Themosulfurogenes)

  1987年.德国的E.madi等报道了一株能同时产a淀粉酶、普鲁兰酶和葡萄糖淀粉酶的菌种:耐热产硫梭菌。该菌种所产普鲁兰酶有较广的温度适应范围(40℃~85℃),在pH4.5~6.0有较高的活性,在如此广的范围内都有较强活力无疑将扩大该普鲁兰酶的应用领域.

  1.5 Bacillusnaganoensis,Bacillus deramificans,Bacillus.Acidopullulyticus

  上世纪九十年代,Deweer发现了普鲁兰酶产生菌Bacillus naganoensis;Tomimura筛选出Bacillus deramifrcans。这两株菌所产的普鲁兰酶的酶学性质与Bacillus. Acidopullulyticus的酶学性质相似。这两株菌都是中度嗜酸菌,在pH6.5以上就不生长,温度超过45℃以上同样也不生长。这两株普鲁兰酶产生菌的发现,进一步拓宽了普鲁兰酶的应用。

  1.6产普鲁兰酶的高温菌菌种

  自上世纪八十年代以来,人们逐渐意识到在通常的自然条件下,很难筛选得到极端耐热的普鲁兰酶生产菌种,于是各国的科学家便把目光转移到温泉嗜高温细菌的筛选,而且现在已经取得较多的成果。Bacillus如vorcaldarius所产普鲁兰酶的最适温度和pH分别是75~85℃, pH6.3, Thermotoga maritime的最适温度和pH分别是90℃, pH6.0, Thermurs caldopHilus的最适温度和pH分别是75℃,pH5.5, Fenidobacterion pernnavoran最适温度和pH分别是80~85℃, pH6.0o

  2.普鲁兰酶的分子结构

  至今为止,许多普鲁兰酶的基因己经被克隆,但是还没有见到任何有关普鲁兰酶结构的报道,但是在根据序列相似性对糖普键水解酶的分类,普鲁兰酶属于第13家族,α淀粉酶家族,这个家族中包含了30多种酶,可以分为水解酶,转移酶。异构酶三大类。这些酶能够水解和合成α~1.4,α~1.6,α~1.2,α~1.3,α~1.5,α~1.1糖苷键。其中很多酶的结构已经被报道,它们都采取了(β/α)8的结构,通过生物信息学的研究,这个家族的蛋白都有一个共同的结构,酶的活性中心都是(β/α)8折叠筒的结构,命名为结构域A。第13家族的大多数酶还具有结构域B,它是位于(β/α)8折叠筒中,第三个β片层与第三个α螺旋之间的一段序列,其特点是结构和长度差异较大,推测其功能是与底物的结合有关。在紧接着(β/α)8折叠筒后,还有C结构域,紧接C结构域,部分家族成员还有结构域D。

  3.普鲁兰酶的应用

  普鲁兰酶,在食品工业中是一种用途广泛的酶制剂和加工助剂。它能专一性分解淀粉中的支链淀粉和糖原分子及其衍生的低聚糖分支中的α~l, 6糖苷键,使分支结构断裂,形成长短不一的直链淀粉。因此,将该酶与 其它 淀粉酶配合使用时,可使淀粉糖化完全。近年来,普鲁兰酶己作为淀粉酶类中的一个新酶种,应用于淀粉为原料的食品等工业部门,在食品工业中有如下几方面的作用:

  3.1单独使用普鲁兰酶,使支链淀粉变为直链淀粉

  直链淀粉具有凝结成块,易形成结构稳定的凝胶的特性,因此,可作为强韧的食品包装薄膜。这种薄膜对氧和油脂有良好的隔绝性,又因涂布开展性好,故适合于作为食品的保护层。它还适合于淀粉软糖制造,也可用作果酱增稠剂,用于装油脂含量高的食品,以防止油的渗出以及肉食品加工。近年来在食品工业中提倡使用可被生物降解的薄膜,直链淀粉在这些方面具有较大的发展前途。豆类直链淀粉含量较高,因此绿豆淀粉制成的粉丝韧性比其它淀粉好,如果用普鲁兰酶处理谷物淀粉,再制成直链淀粉后,可以制成高质量的粉丝。一般谷物淀粉中,直链淀粉含量仅占20%,支链淀粉含量约为80%。工业上每生产1吨直链淀粉就有4吨副产品的支链淀粉。美国虽然通过遗传育种的方法.得到含直链淀粉60%玉米新品种,但不大适于大量生产。国外已采用普鲁兰酶改变淀粉结构,可使支链淀粉变为直链淀粉。据报道,采用此法收率可达100%.制造直链淀粉的方法为,先采用普鲁兰酶分解经液化的分支部分,使其转变为直链淀粉,并以丁醇或缓慢冷却法沉淀淀粉。再回收含少量水分的晶型沉淀物,最后通过低温喷雾干燥法制成粉状的直链淀粉。

  3.2普鲁兰酶与β~淀粉酶配合使用生产麦芽搪

  饴糖是我国传统的淀粉糖产品,其中所含部分麦芽糖,广泛用于糖果、糕点等食品工业。目前生产方法是以α~淀粉酶进行液化,再用β~淀粉酶水解支链淀粉,这样只能水解侧链部分。接近交叉地位的α~1.6糖苷键时,水解反应停止。但如果使用普鲁兰酶共同水解,便能使分支断裂,提高淀粉酶水解程度,降低了β极限糊精的含量,大大提高了麦芽糖的产率,有利于生产麦芽搪浆。目前对加普鲁兰酶进行糖化己作了较大规模的试验。

  试验条件为。每批投料量约为900公斤碎米,粉浆浓度为15~16Be°数皮用量1.5%(对碎米计),β~淀粉酶活性2,000单位/克以上,pH5.8;普鲁兰酶活性45,000~55,0 00单位/克,系由产气气杆菌生产,每批用量为1公斤。试验结果表明,加入普鲁兰酶糖化的试验糖与对照糖品相比,还原糖平均增加14.8,麦芽糖含量平均增加了45.6,糊精含量平均减少了26.7高浓度麦芽糖浆较之高浓度葡萄搪浆,具有不易结晶,吸湿性小的特点,所以高浓度麦芽糖浆在食品工业中有着广泛的用途。采用普鲁兰酶与p一淀粉酶配合使用,成本低廉,麦芽糖收率达到70%左右,其至更高。

  3.3用于啤酒外加酶法糖化

  啤酒生产中麦芽,既是酿造啤酒的主要原料,也为酿造过程提供了丰富的酶源。在啤酒酿造的糖化过程中,麦芽中分解淀粉的主要酶是α~淀粉酶、β~淀粉酶和分解淀粉α~1. 6糖瞥键的R一酶(植物普鲁兰酶或植物茁霉多糖酶)。β~淀粉酶与另两种淀粉酶协同作用,可使淀粉分解成麦芽糖(也包括少量的麦芽三糖和极少量的葡萄糖)和低分子糊精。使麦芽汁有比较理想的糖类组成。在工业生产中为了节约麦芽用量,采用所谓外加酶法糖化,即在减少麦芽用量的前提下,增加淀粉质辅助原料的比率,并加入适当种类的酶制剂进行搪化。要使大麦及其它辅助原料糖化完全,需要外加a一淀粉酶和分解α~1.6糖苷键的普鲁兰酶制剂等。单独使用a一淀粉酶时产生麦芽糖和麦芽三搪是很不完全的。假如分解淀粉α~1.6糖苷键的酶活性不足,淀粉分解就不完全,其结果是可发酵性糖含量低,制成的啤酒发酵度达不到要求。若采用能分解α~1.4和α~1.6糖苷键的糖化型淀粉酶,则其反应产物为葡萄糖,容易使酒味淡薄。采用普鲁兰酶与α~淀粉酶协同,效果良好,其分解产物主要是麦芽糖和少量的麦芽多糖。采用外加酶法糖化时,加入酶制剂的用量为:淀粉酶6~7单位/克大麦及大米:蛋白酶,60-80单位/克,并配合以菠萝蛋白酶10ppm,普鲁兰酶50单位/克大麦。以上三种酶制剂均添加于糖化或酒化开始。

  总之,普鲁兰酶无论作为酶制剂和食品工业的加工助剂均有广阔的发展前途。

  研究目的和意义:

  酶制剂工业是上世纪七十年代就己经形成的一个重要的产业,目前世界酶制剂总产值达100亿美元,我国的产值约为100亿人民币,并且随着其应用领域的不断扩大以及新酶种的开发,这一市场正在迅猛发展。但是全球酶制剂产业几乎被几家外国公司所垄断,其中丹麦的NOVO公司几乎占全球总销售额的一半。本研究对普鲁兰酶的开发,对酶制剂产业的发展有重要的意义。

  其次我国自从七十年代开始便对普鲁兰酶进行研究开发,但是所开发得到的普鲁兰酶,既不耐热也不耐酸,这就使其在工业化应用中受到了局限。为了改变我国对进口产品的依赖,填补我国这一领域的空白,寻找一条国产化的道路,本研究的目的是利用自然微生物资源,普鲁兰酶,提高我国淀粉原料的利用率,从而提高整个淀粉加工行业的生产率,这对我国淀粉加工产业的意义是不言而喻的。

  研究内容(内容、结构框架以及重点、难点):

  一.普鲁兰酶产生菌的筛选

  (1)样品的采集;

  (2)菌种初筛;

  (3)菌种复筛;

  (4)菌种保藏方法;

  (5)酶活力测定方法的建立。

  二.产普鲁兰酶菌株的产酶条件的研究

  (1)碳源,氮源对发酵产酶的影响;

  (2)初始PH对发酵产酶的影响;

  (3)接种量对发酵产酶的影响;

  (4)发酵温度对产酶的影响;

  (5)金属离子对产酶的影响。

  重点或关键技术:

  (1)纯菌株的分离;

  (2)菌株的鉴定方法的选择。

  研究方法、手段:

  一.普鲁兰酶产生菌的筛选

  (1)样品的采集:选择适合产生的地点(面粉厂.菜地.果园等)采集土样

  (2)菌种初筛:在采集的土样用无菌水稀释后,在含有淀粉类的培养基中做平板涂步, 37℃培养48h后,用碘液进行显色反应,将有淀粉酶产生的菌落接于斜面中保存。

  (3)菌种复筛:将前期分离的能产生淀粉酶的菌株涂步于普鲁兰糖平板上,37℃培养48h后用95%乙醇进行透明圈实验。有透明圈产生说明菌株产生普鲁兰酶,将产生透明圈的菌落挑于斜面培养基培养。

  (4)菌种保藏方法: 采用4℃低温保藏。

  (5)酶活力测定方法的建立:采用发酵培养液经过离心后利用DNS显色法 520nm测定吸光值,测定标准葡萄糖标准曲线,利用标准曲线计算普鲁兰酶酶活大小。

  二.产普鲁兰酶菌株的产酶条件的研究

  (1)碳源,氮源对发酵产酶的影响:采用不同碳源,氮源培养基培养一段时间,测定酶活力。(其他条件相同:接种量,装瓶量,初始PH值,转速,培养时间。)

  (2)初始PH对发酵产酶的影响:采用相同发酵培养基,在不同初始PH下接种等量种子液。在相同条件下培养,测定发酵液的酶活。(其他条件相同:接种量,装瓶量,转速,最佳培养温度,最佳培养时间。)

  (3)接种量对发酵产酶的影响:在发酵培养基中分别接入2%,4%,6%,8%,

  10%,14%,18%的种子培养液于最佳碳源,氮源,最佳初始PH的培养基中,在相同条件下培养,分别检测酶活。(采用以上确定的最佳碳源,氮源,最佳初始PH。)

  (4)发酵温度对产酶的影响:采用相同培养基,在不同温度下(25℃,30℃,35℃,40℃,45℃)培养一定时间,测定酶活力。

  (5)金属离子对产酶的影响:在基础培养基中加入少量不同金属离子,发酵后测酶活。(金属离子有: 锰离子,钙离子,锌离子,镁离子,铁离子,铜离子。)

  研究进度

  :完成项目总体进度30%,样品土样的采集及前期的准备工作,菌株的初筛,包括(样品土样原液的涂步培养及摇床培养,产支链淀粉酶菌株的挑选及斜面培养)。

  :完成项目总体进度50%,菌株的复筛,包括(产普鲁兰酶菌株的筛选及斜面培养),葡萄糖标准曲线的测定,酶活测定方法的建立,并以酶活大小对菌株进行再次筛选。

  :完成项目总体进度80%,产酶条件的研究。包括:碳源,氮源,初始PH值,接种量,发酵温度,金属离子。并通过各中单因素试验确定发酵培养基的最佳碳源,氮源,初始PH值,接种量,发酵温度,金属离子。

  2009、4—2009、5 :完成项目总体进度100%,课题总结,撰写论文。

  文献综述(包括:国内外研究理论、研究方法、进展情况、存在问题、参考依据等)

  自从1961年Bender H.等人在研究一株产气气杆菌Aerobacter aerogenes(典型菌为肺炎克雷伯氏杆菌Klebsiella.pneumoniae)时首次发现普鲁兰酶后,国际上对产生这种酶的微生物进行了广泛研究,发现许多微生物可以产生此酶,并筛选出一些适用于工业化生产的优良菌株。随着该酶的应用发展,对耐热性普鲁兰酶的研究也逐渐增多,已成功克隆并表达了该酶的基因。国内1976年开始对一株产气气杆菌(Aerobacteraerogenes 10016)的普鲁兰酶进行研究,对该菌株的产酶条件、酶的分离提取及酶学性质作了报道,并研究了该酶的食品级提取技术。此外,陈朝银、刘涛等人从云南温泉水样中筛选到一株产普鲁兰酶高温栖热菌菌株,通过诱导等实验将该酶的酶活从0.069u/mL提高到170u/mL,酶产量提高了近2500倍左右,酶的最适作用温度及pH分别是75℃和4.5,具有一定的耐热和耐酸特性。

  陈金全等从温泉水样中筛选到一株产耐热耐酸普鲁兰酶的野生菌株,并根据形态、生理生化特征、细胞化学组分分析及16SrDNA序列比对、基因组DNA的G+C摩尔百分含量、同源性比对等实验,鉴定其为脂环酸芽抱杆菌属(Alicyclobacillus)的一个新种,所产酶最适作用温度为60℃,最适pH值4.0,具有较好的耐热耐酸特性。杨云娟等利用毕赤酵母成功构建了普鲁兰酶表达量较高的基因工程菌,摇瓶发酵酶活可达350.8U/mL,最佳发酵条件下产量可达504.5-510.1U/mL .酶的最适作用温度为600C,最适pH值4.5,具有较好的耐热耐酸性。目前我国仍没有具备独立生产普鲁兰酶能力的厂商,要实现低成本、国产化的生产,还有很长的路要走。

  技术应用于耐热脱支酶的研究,使耐热异淀粉酶的研究有了很大发展。Coleman等人将嗜热厌氧菌T. brockii普鲁兰酶基因克隆到B.subtilis中得到的克隆子分泌的普鲁兰酶数量高于出发菌株,Okada等人将Bacillus Steanther, onhiu:中编码热稳定异淀粉酶的基因克隆到B.subtilu:中,得到的转化菌株其异淀粉酶能在60 ℃稳定15分钟。Burchadf将。ostridium thermosulf urogenes DSM38%的嗜热异淀粉酶基因克隆并在E.coli中表达,所得酶的最适pH和最适温度与出发菌相同,而且在高温下仍能保持活性.Antranikiam等人将Pyrococcus舟riousous的异淀粉酶基因克隆到E.coli中并分离得到了酶蛋白。尽管如此,目前尚未有已将转基因的耐热性异淀粉酶工程菌应用到工业生产中的报道。众所周知,利用物理和化学诱变剂单独或复合处理微生物细胞是选育高产变种菌株行之有效的经典方法,它在为培育多种抗生素、氨基酸、核苷酸激酶(尤其是蛋白酶和淀粉酶)的高产变种菌株方面曾经起过极为重要的作用,至今仍然是方便易行和行之有效的方法之一。

  主要参考文献:

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