碱处理对甜高粱秸秆渣组成结构及酶解糖化效果的影响

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1、作物学报ACTAAGRONOMICASINICA2014,40(9):16041611http://zwxb.chinacrops.org/ISSN0496-3490;CODENTSHPA9E-mail:xbzw@chinajournal.net.cnDOI:10.3724/SP.J.1006.2014.01604碱处理对甜高粱秸秆渣组成结构及酶解糖化效果的影响1,22,*1,*1,31,222马强顿宝庆奚亚军王智陈朝儒路明李桂英12西北农林科技大学农学院,陕西杨凌712100;中国农业科学院作物科学研究所/中国农业科学院生物质能源研究中心/农作物3基因资源与基因改良国

2、家重大科学工程,北京100081;车用生物燃料技术国家重点实验室,河南南阳473000摘要:以甜高粱品种M81为试验材料,以清洗烘干后未经处理的甜高粱渣为对照,在常温、高温高压、微波条件下Ca(OH)2和常温条件下NaOH处理甜高粱秸秆渣,调查处理后甜高粱秸秆渣木质纤维素组成结构及纤维素酶酶解糖化情况。结果表明,采用的4种处理都能有效地改变甜高粱渣木质纤维素组成结构,其中氢氧化钠常温长时间处理对于木质素与半纤维素的溶降效果最好,3种石灰处理对半纤维素的溶解也均有一定作用。扫描电镜观察石灰高温高压与氢氧化钠常温两种处理对于木质纤维素结构的改变不同,前者木质纤维素表层木质素结

3、构被侵蚀严重,呈破碎状附着在纤维素表面,内部纤维结构仍紧密排列,后者木质纤维素束状结构溶胀降解,表层木质素成分被大量去除,被包裹的纤维素组分显露,纤维素网断裂且纤维素表面出现许多小孔。经这4种方式处理后的甜高粱渣,木质纤维素中纤维素与半纤维素经纤维素酶酶解糖化,葡萄糖和木糖产物浓度都有所提高,分别达到对照的1.5、2.1、1.9、4.2倍和3.1、5.0、4.9、2.4倍;木质纤维素纤维组分的直接转化率与相对转化率的含义与计算方法不同,两种计算方式对于甜高粱木质纤维素生物质原料预处理方式的选择和效果的综合评价具有指导意义。关键词:甜高粱秸秆渣;碱处理;组成成分;木质纤维素

4、结构;酶解糖化效率EffectsofAlkaliTreatmentonComponentandStructureandEnzymeSac-charifyingEfficiencyofSweetSorghumBagasse1,22,*1,*2,31,222MAQiang,DUNBao-Qing,XIYa-Jun,WANGZhi,CHENChao-Ru,LUMing,andLIGui-Ying12CollegeofAgronomy,NorthwestAgricultureandForestryUniversity,Yangling712100,China;NationalKe

5、yFacilityforCropGeneResourcesand3GeneticImprovement/InstituteofCropScience,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081,China;StateKeyLaboratoryofMotorVehicleBiofuelTechnology,Nanyang473000,ChinaAbstract:SweetsorghumvarietyM81wasusedastheexperimentalmaterial,thesweetsorghumbagasse(S

6、SB)wastreatedun-derfourconditions(limeatroomtemperature,limewithmicrowavetreatment,limewithautoclavetreatmentandsodiumhy-droxideatroomtemperature)withthewashedanduntreatedSSBascontrol.Thechangesoflignocellulosestructureandthecel-lulasesaccharifyingefficiencyofSSBunderdifferentconditionswe

7、reinvestigated.Theresultsshowedthatfourtreatmentseffec-tivelychangedthelignocellulosecomponentofsweetsorghumbagasse,especiallyinthecasepretreatedbysodiumhydroxideunderroomtemperaturefortwoweeks,andlimeplayedanimportantroleinhemicellulosedissolutiontoo.Scanningelectr