脆性水稻秸秆的生物预处理及发酵

发布时间：2020-10-16 16:03

　　 随着石油资源的枯竭,人们不约而同的把目光投向了可替代的生物质能源,却又面临与人争粮的窘况。而全球最丰富的木质纤维素资源给大家提供了旭光。本文利用一种新型的脆性水稻秸秆作为研究对象,研究白腐菌生物预处理对脆性水稻秸秆的降解,并利用酿酒酵母对预处理后的材料做了同步糖化发酵的研究。主要结果如下： 1.通过成份分析发现与传统秸秆相比脆性秸秆的半纤维素含量增加,纤维素含量降低,木质素含量增加；通过拉力试验发现,脆杆的茎部分的拉力与传统秸秆相比非常小,各部分平均拉力是传统秸秆的39.42%,拉伸长度均小于传统秸秆,其平均值是传统秸秆的56%。从粉碎耗能上面看,脆杆更易粉碎。利用切片染色观察显示：脆性水稻秸秆的厚壁细胞壁薄,细胞腔大,木质素含量稍有增加。 2.以脆性水稻秸秆和传统水稻秸秆为材料,筛选15株白腐真菌对水稻秸秆的降解,从中发现：姬菇6号在平板上的生长速度最快,菌圈达到90 mm(7D),香菇,灵芝,杏鲍菇的生长速度均较慢；通过预处理实验得到：姬菇6号处理的脆性水稻秸秆和传统水稻秸秆的木质素降解率高,纤维素与半纤维素的损失较少。而香菇基本上没有降解木质素。平菇115、平菇(冬白一号)、平菇(灰白一号)、矮平均有很明显的去木质素能力,但是纤维素和半纤维的损失率较高。 3.以筛选的姬菇6号处理脆性秸秆和传统秸秆,通过比较不同时间成份的变化。在处理60天后,传统秸秆重量损失为：22.06±0.1%,木质素的降解率为28.92±1.8%,纤维素为6.76±1.4%,半纤维素为：35.58±2.8%；脆性秸秆对应的分别为：27.28±2.1%,33.54±1.9%,5.71±2.5%,47.88±2.0%。预处理后脆性秸秆和传统秸秆在48h的水解率分别增加2.82倍和3.17倍。脆性秸秆和传统秸秆的初始吸附率分别增加5.55倍和1.02倍。通过扫描电镜观察经过白腐菌处理的两种样品发现：随着处理时间的增加木质纤维素材料上覆盖的菌丝越多,随着时间的增加在材料上的小孔逐渐变多。 4.利用白腐菌预处理的材料进行同步糖化发酵,优化了不同温度,接种量,酶量对发酵的影响。确定了接种量5%,发酵温度40℃,纤维素酶添加量为20FPU/g,发酵48h。处理后的脆性秸秆乙醇产量比未处理的脆性秸秆提高了1.51倍,而传统水稻秸秆产量提高了0.81倍。以微晶纤维素发酵为对照,预处理后的脆性秸秆和传统秸秆的乙醇产量分别为微晶纤维素的33.85%和21.43%。
【学位单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：S216
【部分图文】：

醚键和碳一碳键构成的聚酚类芳香族高分子聚合物，具有三度空间结构。其中醚键和碳一碳分别占60%一75%、25%一30%。愈创木基结构，紫丁香基结构和对轻苯基结构是苯丙烷单元的3种基本结构，图1一3为三种单体的结构示意图。这三种基本结构通过聚合形成具有更大分子量的结构，它们分别是:愈创木基甘油一p-松柏醇醚、外消旋松脂酚、1，2一二愈创木基苯烷一1，3一二醇、脱氢联松柏醇、愈创木基甘油一p一松柏醇一p一愈创木基三聚物和愈创木基甘油一p一松柏醇一p一苯基一p一愈创木基丙三醇四聚物六种。这些分子量大的结构通过相互组合、聚化后形成具有非旋光性的、不均匀的交叉键和高度分散的聚合物即木质素。木质素和半纤维素与细胞壁其他成分结合，包围和加固纤维素与半纤维素骨架，将纤维素成分紧密的包裹起来，形成致密的网格结构(余君，2008)。、沪 OCH3H3COOCHO日愈疮木镇 OHOH紫一理一’吞裱

度高于40℃时开始失活，其最佳pH为4.8，加入“惰性”蛋白质和Mn2+可提高酶的稳定性。另外，Mn2+、蛋白质和a一轻基酸都能促进酶活力的提高。Mnp催化反应过程如图1一5所示(Martin，2002;景志远和李吕木，2009)。原酶HZ(胜H从)复合物l孙性〔河川““n卜AH复合物。孙伪二O过量H202\助复合物犯Fe呱(飞图1一5锰过氧化物酶的催化循环Fig.1一 5CatalyticcyeleofmanganesePeroxidase

度高于40℃时开始失活，其最佳pH为4.8，加入“惰性”蛋白质和Mn2+可提高酶的稳定性。另外，Mn2+、蛋白质和a一轻基酸都能促进酶活力的提高。Mnp催化反应过程如图1一5所示(Martin，2002;景志远和李吕木，2009)。原酶HZ(胜H从)复合物l孙性〔河川““n卜AH复合物。孙伪二O过量H202\助复合物犯Fe呱(飞图1一5锰过氧化物酶的催化循环Fig.1一 5CatalyticcyeleofmanganesePeroxidase
【引证文献】

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1 薛晶晶;水稻脆性突变体fp2和矮秆突变体d63的精细定位及基因表达分析[D];四川农业大学;2012年

本文编号：2843469