木质素衍生酚类物质对丁醇发酵的影响特征及胁迫机制研究

发布时间：2021-06-08 06:25

　　生物丁醇作为一种高效生物燃料,因其能值高、低腐蚀性等优势受到人们的广泛关注。木质纤维素作为来源丰富的廉价可再生原料在一定程度上可以提高丁醇生产的经济性。然而,利用木质纤维素进行丁醇发酵之前必须对其进行预处理,该过程不可避免地产生一系列化合物,其中由木质素衍生的酚类物质是抑制丁醇发酵最明显的一类化合物,且酚类物质水溶性较差、定性定量分析困难,导致其对丁醇发酵的抑制机理尚不明确。针对以上问题,本文选取Clostridium acetobutylicum ATCC 824作为研究对象,考察几种典型酚类物质（香草醛、香草酸、对羟基苯甲酸、对羟基苯甲醛）对丁醇发酵的综合影响,进而揭示产溶剂梭菌对该类物质的胁迫响应机制。本文的主要研究结论如下:（1）研究了100 mL厌氧瓶中不同浓度的酚类物质对丁醇发酵的影响。结果表明,低浓度香草醛（低于0.1 g/L）能够促进丁醇发酵,随着浓度增加抑制作用逐渐增强。将香草醛分别与其他酚类物质组合添加时发现,香草醛与阿魏酸组合添加对丁醇发酵的影响与单独添加无明显差别,而香草醛与香草酸、对羟基苯甲酸及对羟基苯甲醛分别组合时发酵受到强烈抑制,表明在无pH控制策略的厌氧... 

【文章来源】：淮阴工学院江苏省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

ABE发酵代谢路径[27]

淮阴工学院硕士学位论文8图1.3木质纤维素原料组成及结构[34]Fig.1.3Compositionandstructureoflignocellulosicbiomass1.4.1物理法物理法主要包括机械粉碎法、微波处理、超声波处理、高能电子辐射等。物理法主要是破坏原有的结构，使三种主要成分的聚合度下降，同时降低纤维素的结晶度和聚合度，几乎不改变木质纤维素原料中的三种主要结构。机械粉碎法多与化学法等方法配合使用。这种方法主要将木质纤维素原料研磨粉碎，减小颗粒尺寸以增大原料与纤维素酶的接触面积，提高后续酶解效率。机械粉碎法无法去除原料中的木质素和半纤维素，因此机械粉碎后还要利用其它的方法对原料进行处理[39]。此种方法能耗大、成本高，使用的局限性较大。微波处理法，是一种对原料快速加热，且操作简单的方法，目前在化学反应领域成功应用[40]。微波处理后的木质纤维素原料对酶的适应性增强，后续作用的酶活性增强，有利用后续发酵。纤维素原料微波预处理时温度必须达到160℃以上才能进行，在100℃及以下的温度环境下处理，几乎没有任何作用[41]。Ma等[40]利用微波对稻草进行预处理，最终纤维素含量从33.4%提高到41.8%，总糖化率增加了30.3%。微波处理纤维原料具有一定的效果，但高温环境下会导致原料中一些有价值的组分的流失，因此这种方法还需进一步改进。1.4.2化学法化学法中的常见方法包括酸处理法、碱处理法、有机溶剂法和离子液体预处理等。酸处理法分为浓酸预处理和稀酸预处理。酸处理已经是一种较为成熟的预处理方法，可以实现较高的木聚糖转化为木糖的产率，常用的酸有硫酸和盐酸等。浓酸处理的酸浓度

L厌氧罐发酵系统

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3217854