NaOH协同辐照预处理提高稻草纤维素酶解转化率

为降低预处理成本,提升稻草纤维素的酶解效果,采用NaOH协同⁶⁰Co-γ射线辐照处理稻草,研究其对稻草中纤维素酶解转化率的影响,利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)分析协同预处理对稻草微观结构的影响,并通过正交试验对协同预处理条件参数进行优化。结果表明,NaOH协同辐照预处理能显著提高稻草纤维素酶解转化率,优化后的预处理条件为400 kGy辐照剂量的稻草结合2%NaOH溶液,固液比1:15,50℃条件下处理4 h,按照10 FPU·g^-1加入纤维素酶溶液,于50℃、130 r·min^-1条件下气浴恒温振荡,酶解24 h后,其稻草纤维素转化率达到78.54%±1.20%。本研究结果为农业废弃物资源能源化高效利用提供了技术支撑和理论依据。     

~(60)Coγ辐照对稻草纤维组织及酶解效果的影响

用60Coγ射线处理干稻草秸秆及粗纤维,评价辐照对稻草纤维组织降解作用以及提高稻草秸秆纤维酶降解效果。采用DNS法和硫酸-苯酚法分别测定稻草辐照样品热水浸提液中水溶性还原糖和总糖的含量,通过高效气相色谱分析稻草秸秆各辐照处理提取液中还原糖各组分的变化,并用电子显微镜扫描观测辐照对稻草秸秆纤维组织结构的影响。结果表明,用1000~1500kGy的剂量处理稻草秸秆,能有效破坏稻草的纤维组织结构,特别是稻草表面硅晶结构和纤维结构,且随辐照剂量加大破坏程度增强,辐照稻草热水浸提液水溶性还原糖和总糖含量显著增加。辐照与酶复合处理后稻草秸秆纤维的转化率提高到88.7%,辐照稻草秸秆酶降解后的水溶性还原糖含量达到214.4mg/g,总糖含量达758.5mg/g,极显著地提高甘露糖、半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖、木糖含量,其中葡萄糖含量提高最大,占单糖总量的62.64%,其次是甘露糖。辐照对稻草秸秆木质素降解无明显影响。     

膨化预处理玉米秸秆提高还原糖酶解产率的效果

为了提高玉米秸秆的可发酵还原糖转化率,采用膨化技术对玉米秸秆木质纤维素进行预处理。扫描电镜观察,玉米秸秆的纤维束受到破坏,木质素包裹作用减弱,纤维素酶的空间作用面积提高。红外光谱分析表明有部分半纤维素和少量木质素水解;X射线衍射测定纤维素结晶度降低了12.68%。通过进一步纤维素酶解试验,与未处理的相比膨化处理后原料酶解时间可缩短16 h,未经膨化处理原料还原糖的酶解产率为13.48%,膨化处理后原料还原糖的酶解产率可达24.91%。结果表明,膨化预处理技术可明显提高玉米秸秆木质纤维素的能源化利用效率。该     

前处理对玉米秸秆蒸汽爆破效果的影响

为提高纤维乙醇生产过程中秸秆的预处理效果,该文研究了水预浸和CaO前处理对蒸汽爆破和酶解糖化的影响,并利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X-射线衍射仪(XRD)及傅里叶红外光谱仪(FTIR)对其影响机制进行了分析。结果表明:玉米秸秆经30%水(水料质量比30:100)预浸5d、经2%CaO(CaO与秸秆质量比2:100)处理3d或经30%水和2%CaO协同处理1d后再进行蒸汽爆破均可显著提高蒸汽爆破对木质素的降解,降解率由单独蒸汽爆破的20.6%分别提高到27.8%、35.1%和30.9%。玉米秸秆经3种复合预处理和酶解糖化后总糖浓度分别为3.81、3.59和3.46g/100mL,糖得率分别为42.2%、39.8%和38.3%,比单独蒸汽爆破预处理分别提高了23.7%、16.6%和12.3%。水预浸或CaO复合蒸汽爆破预处理后秸秆结构破坏严重,秸秆相对结晶度由单独蒸汽爆破的42.6%分别提高到47.0%和54.5%。水浸泡或CaO前处理可提高蒸汽爆破预处理效果和后期糖化效果,且所用试剂价格低廉,可以应用推广。     

微波预处理对玉米秸秆的组分提取及糖化的影响

为了分离得到玉米秸秆中的半纤维素、木质素,改善纤维素的酶水解可及性,对玉米秸秆进行了二步微波预处理法研究.考察了秸秆粒径、液固比、碱及甘油用量、微波功率与处理时间对半纤维素和木质素得率的影响;探讨了预处理后秸秆的酶水解性能.得到的优化预处理条件为:玉米秸秆粒径40～80目;微波-碱预处理功率116.7 W/g、时间10 min、液固比20 mL/g、碱用量150％(质量分数);微波-甘油预处理功率66.7 W/g、处理时间30 min、液固比20mL/g、甘油质量分数100％.试样结果表明:经微波预处理后每10 g玉米秸秆最终可得到2.48 g半纤维素、0.95 g木质素,3.55 g还原糖;二步微波预处理不仅能够提取出玉米秸秆中的半纤维素、木质素,而且提高了纤维素水解的酶可及性,实现了组分的分离.     

生物—碱氧化预处理玉米秸秆酶解条件的优化

白腐菌生物—碱氧化预处理（BAO预处理）具有环境友好、低能耗的优势,是一项很有前景的生产纤维质乙醇预处理技术。为获得预处理后玉米秸秆的最优酶解条件,通过动力学研究评价了纤维素酶负荷、反应时间、基质浓度对还原糖产量的影响,并利用响应面分析法优化了酶解反应温度、pH值和转速。结果表明,最适的酶解糖化条件为：酶负荷30 FPU/g,基质浓度20 g/L,反应时间48 h,pH 4.8,转速200 r/min,反应温度49℃。在此条件下,秸秆的还原糖产量达到（0.479±0.012）g/g。     

不同预处理方法对稻草秸秆固态酶解特性的影响

该文研究了自然堆积、超声波、NaOH溶液以及H2SO4溶液等不同方法预处理后的稻草秸秆基质固态酶解特性,结合SEM电镜扫描、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及X射线衍射对预处理前后稻草秸秆基质的结构特性进行了观察和分析,获得了稻草秸秆固态酶解的最佳预处理条件。结果表明自然堆积9d、质量分数分别为1.0%的NaOH溶液和15%的H2SO4溶液、超声40min的预处理条件能有效除去包裹在纤维素基质外表面的木质素和半纤维素,提高基质的酶解糖化效率。该试验中质量分数为1.0%的NaOH溶液预处理后的稻草秸秆通过酶解作用获得的还原糖产率最高,为126.3mg/g。该研究可为探索提高纤维素基质酶解糖化效率的方法提供参考。     

杭白菊辐照杀菌效果及对功能成分的影响

研究了用60Coγ射线辐照杭白菌杀菌效果及对功能成份的影响。结果表明,杀菌效果随着辐照剂量的增加而显著增加,绿原酸、总黄酮、总酚和维生素C含量随辐照剂量的增加而下降,辐照对水溶性糖、还原糖和游离氨基酸含量无明显影响。根据杀菌效果和功能成分因素综合考虑,认为杭白菊的辐照杀菌有效剂量为3~5kGy。     

玉米秸秆酶解上清液厌氧发酵产氢工艺优化

该文主要以粒度小于0.088 mm秸秆粉的酶解上清液为底物与热预处理后的活性污泥进行厌氧发酵产氢试验,以累积产氢量为考察指标,基于响应面Box-Behnken模型研究不同影响因素对玉米秸秆酶解上清液厌氧发酵产氢的影响,对玉米秸秆酶解上清液厌氧发酵产氢工艺进行优化。结果表明:温度、初始p H值和还原糖浓度三因素中,温度和还原糖浓度对玉米秸秆酶解上清液厌氧发酵产氢的影响最大。采用Box-Behnken模型获得的最佳产氢条件为:温度38.32℃,初始p H值4.93,还原糖浓度20.70 mg/m L,最大产氢量685.59 m L,此时最大产氢率为57.13 m L/g(玉米秸秆)。通过试验验证,实际最大产氢量为659.24 m L,产氢率为54.94 m L/g(玉米秸秆),与模型预测值相比,相对误差为3.84%,说明该模型具有较好的拟合性。该优化工艺可为后期连续流状态下的生物制氢系统提供参考。     

辐照预处理水稻秸秆酶解糖化与发酵产乙醇工艺

为探讨辐照预处理后木质纤维素在未脱毒的前提下发酵产乙醇的可行性,本研究以水洗脱毒的水稻秸秆为对照,对未采取脱毒处理的水稻秸秆进行酶解糖化与发酵产乙醇研究.结果表明:在15％底物浓度下,水洗脱毒对辐照水稻秸秆在酶解转化率和乙醇转化率没有明显提高,酶解72h后辐照秸秆和对照的纤维素转化率分别为64.11％和63.50％,同步糖化发酵72h后乙醇转化率分别为65.70％和67.45％;经物料衡算,100g水稻秸秆原料经射线辐照预处理或辐照水洗脱毒预处理后,再进行糖化发酵,可分别获得11.04g和9.62g乙醇.本研究为辐照在燃料乙醇领域的应用提供了参考.     

加压氨解预处理玉米秸秆糖化工艺研究

以玉米秸秆糖化为目的,研究加压氨解预处理对玉米秸秆还原糖产量和脱除木质素的影响,以确定其最佳工艺条件。结果表明:影响加压氨解预处理的主要因素是氨水浓度和粒径,其最优条件为氨水浓度15%,时间6min,压力0.075MPa,基质浓度150g/L,粒径1mm,可以获得1.74%的还原糖得率和43.30%的木质素去除率。     

大豆蛋白粉的辐照灭菌研究

研究了60Coγ射线辐照大豆蛋白粉的杀菌效果与对大豆蛋白粉的主要营养成分、尿素酶(脲酶)活性以及感官品质的影响。结果表明,2.0kGy辐照对大豆蛋白粉中菌落总数、大肠菌群的杀菌率达70%,对霉菌的杀菌率达53%;4.0kGy辐照杀菌率达95%;经6.0kGy辐照处理后,杀菌率达到97%以上,辐照的大豆蛋白粉样品中微生物指标均达到食品卫生国家标准;8.0kGy辐照杀菌率达到100%。与对照相比,剂量为2.0~8.0kGy的辐照对大豆蛋白粉中蛋白质、粗纤维、总糖、氨基酸(除Leu)含量的影响不明显;而粗脂肪及卵磷脂的含量有极显著变化(P<0.01),尤其是卵磷脂的含量显著增加,异黄酮的含量则显著降低(P<0.05);辐照对大豆蛋白粉中尿素酶活性没有显著影响;6.0kGy以下剂量辐照对大豆蛋白粉色泽、气味、口感无明显改变。综合试验结果,确定了大豆蛋白粉辐照杀菌的适宜工艺剂量范围为3.0~5.0kGy。     

红外光谱法研究~(60)Co-γ射线辐照对天麻粉成分的影响

为了研究60Co-γ射线辐照对天麻粉成分的影响,测试了经不同剂量辐照的天麻粉样品的红外光谱,采用傅立叶变换红外光谱(二阶导数谱)法对经不同剂量60Co-γ射线辐照的天麻粉进行了对比研究。结果表明,天麻多糖对60Co-γ射线辐照较为敏感,剂量为1.5kGy辐照对天麻多糖分子结构的影响较小,剂量为3、6、9、12、15、16.5、18、和19.5kGy的60Co-γ射线辐照对天麻多糖的分子结构影响较大;各种辐照剂量对C—O—H基团影响较大,从而可能会破坏天麻粉中有效成分(如天麻素及多糖),因此应慎重采用60Co-γ射线对天麻粉进行杀菌消毒处理。     

热塑性辐照玉米淀粉薄膜的制备及表征

为了提高热塑性淀粉基薄膜的力学性能,采用0、10、20、30、40、50 kGy 6个剂量的~(60)Co-γ射线对玉米淀粉进行辐照处理,研究辐照对玉米淀粉结构、颗粒尺寸的影响;并以辐照玉米淀粉为原材料,采用挤出造粒、熔融吹塑法制备热塑性辐照玉米淀粉薄膜,研究辐照剂量对热塑性薄膜力学性能、表面形貌的影响。结果表明,~(60)Co-γ射线能够有效破坏玉米淀粉分子内、分子间氢键,降低玉米淀粉的刚性;能够有效减小玉米淀粉的颗粒尺寸,增加玉米淀粉的加工流动性。随着辐照剂量的增加,热塑性辐照玉米淀粉薄膜的力学性能不断增加;未熔融颗粒不断减少,表面形貌更加均匀、平整。综合考虑热塑性辐照玉米淀粉薄膜的力学性能和钴源能耗,40kGy剂量辐照的玉米淀粉制备的热塑性淀粉基降解薄膜更具有实用价值。本研究结果为辐照玉米淀粉制造热塑性降解薄膜提供了理论依据和实际参考。     

稻草秸秆的碱性臭氧预处理效果

为了研究碱性臭氧预处理对稻草秸秆酶水解、表观结构及成分的影响,将稻草秸秆碱性臭氧预处理后进行酶水解,对处理前后的稻草秸秆进行了扫描电镜观察及成分分析,并对处理后溶液进行了紫外光谱分析。结果表明：碱性臭氧预处理能将稻草秸秆中的木质素氧化降解为小分子的有机酸,降低了稻草秸秆中木质素的含量,提高了纤维素的含量。扫描电镜观察显示经碱性臭氧预处理过的稻草秸秆,机械组织暴露,孔隙度大,酶解的有效比表面积大。在pH值5.0、每单位底物加酶量31.2 mg/g、45℃条件下,碱性臭氧预处理稻草秸秆酶水解120 h时还原糖达到了902 mg/g,糖化率为92.57%。在相同酶解条件下,碱性预处理与未处理稻草秸秆的糖化率分别为74.90%与53.53%。碱性臭氧预处理稻草秸秆的糖化率明显高于碱性预处理与未处理稻草秸秆的糖化率。     

玉米秸秆厌氧消化预处理方法及工艺优化

为提高玉米秸秆厌氧消化性能,该文采用碱液、酸液、沼液等方法对玉米秸秆进行预处理,比较不同预处理方式对秸秆成分、含量以及厌氧消化能力的影响。试验结果表明,经超声波辅助碱预处理后,秸秆的木质素和半纤维素总含量显著降低,产气量显著提高。基于Box-Behnken(BBK)试验设计,选择碱液预处理的固固比(Na OH/秸秆,下同)、预处理温度、预处理时间为试验因素,结合响应面分析法对碱液预处理条件进行响应面优化,结果表明,最佳玉米秸秆预处理条件为固固比22.4%,预处理温度37.9℃,预处理时间39.7 h,在此条件下还原糖产量的试验值为738.6 mg/g,沼气累积产量的试验值为661 m L/g,试验值与预测值误差不到0.5%,证明了响应面优化法的准确性和可行性。     

γ射线辐照对豆类发芽和谷物类食用品质的影响

研究了60 Coγ射线辐照对豆类的发芽率、活力指数、芽长以及对谷物类的色、香、味等食用品质的影响。结果表明 ,0 1kGy剂量辐照对豌豆的活力指数和芽长有显著影响 ,0 3kGy辐照对绿豆的活力指数和芽长有显著影响 ,对谷物类的颜色均无影响 ,0 8kGy辐照对玉米碴、高粱米、燕麦片和黄米的黏度有显著的影响 ,1 0kGy辐照对小米的香味和玉米碴口感有显著影响。     

辐照与化学相结合协同降解壳聚糖研究

研究了单一辐照和协同处理对壳聚糖降解的影响。在协同降解中研究了辐照剂量、H2O2浓度、溶剂/溶质体积质量比、乙酸4个因素的作用。对前3个因素进行了方差分析和不同水平的多重比较,同时对降解产物的结构进行了红外光谱分析。结果表明协同降解效果较好,即15%H2O2、1.5%HAc、H2O2溶液/壳聚糖体积质量比4∶1、辐照剂量为110kGy可以使壳聚糖的分子量从8.7×105降低到104以下,且结构没有明显变化。     

~(60)Coγ射线辐照对苹果保鲜作用的研究

用~(60)Coγ射线辐照黄香蕉苹果,研究结果表明,0.3—0.5kGy的辐照剂量有利于苹果的贮藏,该剂量范围对苹果的主要营养成分糖、Vc和苹果酸的含量损失不大,但对贮藏期间苹果的吸呼强度和乙烯的产生有一定的抑制作用,0.5kGy的辐照剂量可以杀死97％以上的轮纹病原菌。     

γ射线、电子束辐照处理对芦苇木质纤维素结构及酶解性能的影响

为更全面了解射线辐照对木质纤维素的影响，本试验利用扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、高效液相色谱（HPLC）等方法分析了γ射线和电子束辐照前后芦苇木质纤维素结构及酶解性能的变化。结果表明，γ射线和电子束辐照均能使芦苇木质纤维素发生降解，使部分纤维素、半纤维素降解为水溶性物质，且降解水平与吸收剂量呈正相关关系，当吸收剂量为500 kGy时，经γ射线和电子束辐照的芦苇水溶性组分含量分别是未辐照芦苇的2.44和1.98倍；γ射线和电子束辐照后芦苇的微观结构被破坏，芦苇木质纤维素体系中的分子数量增加，纤维素结晶指数降低，但纤维素晶型不改变；随着吸收剂量从200 kGy增加至500 kGy，芦苇纤维素、半纤维素酶解转化率逐渐提高，当吸收剂量为500 kGy时，γ射线和电子束辐照的芦苇纤维素酶解转化率分别为16.68%和18.84%，分别是未处理芦苇的2.32和2.62倍，芦苇半纤维素转化率分别为21.38%和21.74%，分别是未处理芦苇的3.82和3.88倍；同等吸收剂量的γ射线和电子束辐照对芦苇木质纤维素主要化学组分、物理化学结构的影响相似，在20...