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1. 研究目的与意义

1.1研究背景

富马酸又称反丁烯二酸、延胡索酸，是一种重要的四碳平台化合物。它作为美国能源部列为优先发展的12种平台化合物之一，被作为有机化工原料和精细化工产品被广泛应用于食品、医药、化工、涂料、树脂、增塑剂等领域。由于富马酸口味纯正，其酸度是柠檬酸的1.5倍，不仅没有毒副作用，并且在抑菌、防腐方面有着显著的效果，成为了食品添加剂的新兴宠儿，是世界排名第三的食品酸味剂。随着人们对食品、医药领域卫生安全关注度的提升，富马酸的需求量也在上升。在美国，每年消耗4千万磅富马酸，且这一数值在逐年上升，食品级富马酸市场价格已逾10000元/t，是目前最有发展前景的有机酸之一。工业上主要采用顺酐异构化得到富马酸。在我国，这样的生产方法已达到10万吨的规模[1]。然而，20世纪70年代石油危机的出现，化石资源的短缺，生产成本的提高以及人们对环境问题的越发重视，促使人们将目光转向利用微生物发酵来制备富马酸。采用天然可再生资源为原料，利用微生物发酵法制备富马酸，实现了资源替代，符合可持续发展战略，而国内外发酵工业中所使用的生产菌种绝大部分是人工诱变选育出来的，又为微生物诱变提供了坚实的理论基础,更为富马酸产业的发展和提升提供了技术支持。

1.2立题依据

石油危机的出现，化石能源问题日益尖锐，富马酸生产成本的提高与需求量的增加迫使人们寻求新的解决方案，微生物发酵法应运而生。经过前人的不断筛选，我们发现，在用来发酵制备富马酸的霉菌、酵母以及细菌中，根霉作为重点研究的对象，具有营养要求简单、环境适应能力强以及生长迅速等一系列特点，而其中米根霉、少根根霉以及黑根霉等更是佼佼者。但是，由于根霉菌缺乏遗传操作工具，菌株定向改造难度大，根霉菌属形态发育机制不明，发酵过程控制难，阻碍了产业化进程[2]，而此刻，人们将目光放向了对根霉的诱变育种。

2. 国内外研究现状分析

2.1富马酸

2.1.1富马酸的概述

富马酸又名反丁烯二酸、延胡索酸，即反丁烯二酸（iupac名为(e)-丁烯二酸），是一种无色、易燃的晶体，由丁烯衍生出的羧酸。它是一种重要的四碳平台化合物，被美国能源部列为优先发展的12种平台化合物之一[4]。最早从延胡索植物(fumariaofficinalis)中发现，在延胡索属、牛肝菌属、地衣及冰岛海苔中也可以发现。它的化学式是c4h4o4，是一种单斜晶系无色针状或小叶状结晶，有水果酸味，在空气中稳定，燃烧延胡索酸会释出带有刺激性的顺丁烯二酐烟熏，微溶于水、乙醚和醋酸，溶于乙醇和热水，几乎不溶于氯仿，在加热至250-300℃时可转化为顺丁烯二酸。相对密度（20℃，4℃）：1.635。3%水溶液的ph为2.0-2.5[5]。200℃以上升华，熔点287℃，沸点290℃。由于它无毒和不吸潮的特性，在饮料，食品以及制药工业可以被作为一种酸味剂，还可作为有机化工原料和精细化工产品广泛用于制造不饱和聚酯树脂、农药、酸味剂及氨基酸等。

3. 研究的基本内容与计划

3.研究方案

3.1研究内容

本实验研究内容主要包括：

4. 研究创新点

3.3创新之处

（1）用离子注入的诱变方法，获得耐高温的米根霉突变株；

（2）通过研究米根霉的嗜热性进化，为米根霉利用木质素纤维原料高温同步糖化发酵产富马酸提供菌种支持。