丙酮、乙醇预处理对稻草酶解糖化的影响研究

【摘要】：木质纤维素含有木质素和具有较高结晶度,很难被微生物或酶降解糖化。本论文以丙酮-磷酸有机溶剂预处理法、乙醇-磷酸有机溶剂预处理法以及乙醇-氯化铁有机溶剂预处理法对稻草进行预处理,随后酶解糖化。研究结果显示出,采用有机溶剂预处理后,稻草的晶状结构遭到破坏,使稻草的比表面积增大、空隙度增加,表面变成疏松多孔的膨松状,易于微生物或酶的酶解,可切实提高稻草的酶解糖化率。 稻草用丙酮-磷酸混合液在60℃的水浴加热、丙酮含量为50%(v/v)、预处理时间为1h的条件下进行预处理。预处理后的稻草酶解糖化率可从未经预处理的10.03%提高到62.46%。不同粒径稻草经过丙酮-磷酸预处理后,随着粒径减小,酶解糖化率升高。稻草用乙醇-磷酸混合液在50℃的水浴加热、乙醇含量为50%(v/v)、预处理时间为1h的条件下进行预处理。预处理后的稻草酶解糖化率可从未经预处理的10.03%提高到57.75%。 用丙酮-磷酸预处理与回用丙酮-磷酸预处理后最佳稻草糖化率相接近,分别为58.9%、53.88%;采用乙醇-磷酸预处理与回用乙醇-磷酸预处理后最佳稻草糖化率相接近,分别为57.75%、56.89%。说明预处理过程使用的混合预处理液,可以再次运用到预处理过程,减少蒸馏回收丙酮或乙醇次数,降低回收能耗,提供经济可行性。有机溶剂-磷酸预处理后的过滤液容易通过蒸馏、离心、过滤等方式分离得到有机溶剂、木质素、磷酸等有用原料。 用乙醇-氯化铁有机溶剂预处理稻草后,可切实提高稻草的酶解糖化率。在70℃的水浴加热、预处理时间为1h的条件下,预处理后的稻草酶解糖化率可从未经预处理的10.03%提高到65.91%。在乙醇-氯化铁有机溶剂预处理中,升高温度可以减少预处理时间。