木质素羧酸季铵盐和改性β-葡萄糖苷酶对木质纤维素酶解的影响和机理

发布时间：2021-07-26 16:16

　　作为自然界中含量最丰富的可再生实物资源,木质纤维素可作为原料用于生产生物燃料和其它糖平台化学品,其中木质纤维素的酶解糖化技术由于具有绿色、安全等优点被认为极具发展潜力,但目前木质纤维素的酶解还存在酶解效率低、纤维素酶成本高、酶解残渣难以高值化利用等问题。大量研究表明在酶解过程中使用木质素基酶解助剂,以及对纤维素酶制剂进行优化改造都是提高酶解效率、降低酶解成本的有效途径,但目前木质素基酶解助剂的合成和应用仍缺乏系统的理论指导,纤维素酶制剂的改造亦亟需创新可行的思路。因此,本文就上述两方面问题,开展了关于木质纤维素酶解强化技术的研究,具体如下:首先,利用羧甲基化和季铵化反应对酶解木质素进行改性,合成了木质素羧酸盐（LC）和一系列具有不同等电点和pH响应性能的木质素羧酸季铵盐（LCQ-x,x表示季铵化剂与酶解木质素用量的质量百分比）,研究了木质素基酶解助剂的等电点对其酶促效果的影响和作用机理。结果表明,随着产品等电点的升高,其对木质纤维素的酶解强化效果先升高后降低,等电点接近4.8的产品强化效果最显著。2 g/L LC,LCQ-40和LCQ-100的添加可以使亚硫酸盐法预处理的桉木的酶解效率... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

纤维素乙醇的生产工艺Fig.1-1Productionofethanolfromlignocellulose

联合印发《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》，提出“到2020 年，在全国范围内推广使用车用乙醇汽油；纤维素燃料乙醇 5 万吨级装置实现示范运行，整体达到国际先进水平”[9]。典型的纤维素乙醇生产工艺如图 1-1 所示，从木质纤维素出发，经过预处理、酶解、发酵和精馏等单元操作得到纤维素乙醇。图 1-1 纤维素乙醇的生产工艺Fig.1-1 Production of ethanol from lignocellulose1.2 木质纤维素概述

草类 25-40 35-50 10-30树叶 15-20 80-85 0植物中木质纤维素的结构和各组分的含量比例与植物的种类、生长环境、生长时多种因素有关，因此不同的植株所含纤维素、半纤维素和木质素的量及比例都各不，其中植物的种类对木质纤维素各组分的含量影响较大[14]。如表 1-1 所示，硬木茎木茎的纤维素含量较多，玉米芯、草类和树叶的半纤维素含量较多。.2.1 纤维素的结构与性质纤维素是植物细胞壁中的主要成分，同时也是自然界中含量最多的一种多糖，另于纤维素可用于降解合成多种高附加值的糖平台化合物（如：D-葡萄糖、纤维二糖），其具有很高的研究利用价值。纤维素是由 D-葡萄糖单元通过 β-1,4-糖苷键连成的，聚合度在 500-10000，其分子结构示意图如图 1-3 所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]推广生物乙醇汽油:迫切且合乎国情[J]. 李十中.  能源. 2017(11)
[2]黑液中木质素的提取及其资源化利用的研究进展[J]. 王娟,刘玉.  黑龙江造纸. 2009(04)
[3]纤维素乙醇产业化[J]. 曲音波.  化学进展. 2007(Z2)
[4]工业木质素的改性及其作为精细化工产品的研究进展[J]. 邱学青,楼宏铭,杨东杰,庞煜霞.  精细化工. 2005(03)



本文编号：3303898