乙酸和乙酸-双氧水两步预处理对杨木酶水解特性的影响

发布时间：2020-05-28 10:32

【摘要】：杨树生长速度快,生长周期短,环境适应性强,种植面积十分广泛,是生产生物能源和生物质化学品的重要原料。杨木加工利用过程会产生大量的杨木废弃物,直接焚烧不仅会造成杨木资源浪费,也会带来环境污染问题。以杨木原料制备生物质能源或生物质化学品,可以有效提高杨木资源利用率,解决部分能源和环境问题。本论文采用乙酸预处理杨木制备低聚木糖,通过乙酸-双氧水预处理对乙酸预处理后的杨木残渣中木质素进行脱除以提高杨木酶水解得率,并且分析了两步预处理后杨木的化学组成、结构特性、酶水解性能。研究结果如下:1.杨木经乙酸预处理后乙酰基增多,O/C比值降低,结晶度增加,疏水性增加。随着预处理时间延长,乙酰基含量有所增加,O/C比值略有增加,结晶度增大,疏水性降低,表面木质素有所增加。2.杨木的最佳乙酸预处理条件为5%乙酸、170°C、30 min。在此条件下杨木的木聚糖移除率可达71.3%,纤维素损失率仅为5.5%,低聚木糖得率可达55.8%。3.经过乙酸-双氧水预处理后杨木乙酰基增多,O/C比值增加,结晶度增加,疏水性降低,表面的木质素减少。增加乙酸-双氧水浓度或提高反应温度均会导致杨木乙酰基增多,O/C比值略微增加,结晶度增加,疏水性降低。4.乙酸-双氧水预处理最佳条件为:60°C、80%乙酸-双氧水、2 h,此条件下杨木的木质素移除率为92.7%,纤维素损失率仅为5.6%,纤维素酶水解的葡萄糖得率达67.2%。纤维素酶在水解过程中额外添加β-葡萄糖苷酶后,杨木的葡萄糖得率可达93.1%;改为加入1.0 mg/mL的吐温80,葡萄糖得率可达93.8%。综上,对杨木进行乙酸和乙酸-双氧水两步预处理,不仅可以获得较高产率的低聚木糖,还可以高效水解其中的纤维素制备可发酵糖,是一种很有潜力的杨木生物炼制方法。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ914.1

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本文编号：2685110