氯化胆碱/乳酸低共熔溶剂预处理对杨木酶水解特性的影响

【目的】研究氯化胆碱/乳酸（choline chloride/lactic acid,ChCl/Lac）低共熔溶剂（deep eutectic solvents,DESs）对杨木的预处理效果,及稀酸、稀碱和水在ChCl/Lac预处理杨木过程中的协同效果,为利用杨木制备可发酵糖提供依据。【方法】以粉碎的杨木原料为试验材料,采用ChCl/Lac（物质的量比为1∶2）及质量分数1% H₂SO₄、质量分数1% Na₂CO₃和去离子水分别协同ChCl/Lac预处理杨木,每种预处理方式均设置120,150和170 ℃ 3个温度,分析不同预处理方法对杨木化学组成、结构形态及酶水解效率的影响。【结果】ChCl/Lac预处理及1% H₂SO₄、1% Na₂CO₃和去离子水分别协同ChCl/Lac预处理对杨木中的半纤维素和木质素均有比较好的脱除效果,其中在反应温度大于150 ℃时,1% H₂SO₄协同ChCl/Lac预处理可以使杨木中的半纤维素和木质素的脱除率分别达到96%和71%以上,效果最好;与ChCl/Lac预处理相比,去离子水协同ChCl/Lac预处理对木质素的脱除反而有抑制作用。与杨木原料相比,各种预处理方式均提高了杨木样品的结晶度和纤维素含量,并增强了杨木样品的热稳定性。1% H₂SO₄协同ChCl/Lac在150 ℃预处理后可使样品72 h酶水解的葡萄糖得率达96.3%,是杨木原料(16.8%)的5倍以上。与ChCl/Lac预处理相比,1% Na₂CO₃和去离子水协同处理对酶水解效率没有明显促进效果。【结论】1% H₂SO₄协同ChCl/Lac预处理可明显提高杨木中半纤维素和木质素的脱除率及杨木的结晶度、破坏杨木的纤维结构、降低结构强度、影响热稳定性,进而有效提高杨木酶水解效率。     

化学预处理对牧草酶解糖化发酵效果的影响

[目的]研究化学预处理对高丹草、沙打旺、御谷和紫花苜蓿酶解糖化发酵效果的影响,评价4种牧草的能源性。[方法]用不同质量分数的硫酸预处理牧草,测定处理前后纤维素、半纤维素和木质素的含量以及不同发酵时间后的葡萄糖浓度和乙醇浓度。[结果]预处理后,牧草的纤维素含量上升,半纤维素和木质素的含量下降。在柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液体系（pH=4．8）中,经1．0％（W／V）稀酸预处理后,4种牧草的乙醇提取浓度均最高。发酵过程中,葡萄糖浓度和乙醇浓度均先增加后降低,分别在发酵后24和48h达到高峰。[结论]预处理促进了紫花苜蓿、高丹草、御谷、沙打旺的酶解糖化发酵,4种牧草的能源性依次降低。     

氯化胆碱/尿素低共熔溶剂改性木质素的环氧固化体系

采用氯化胆碱(ChCl)和尿素(U)在温和的条件下制备低共熔溶剂(ChCl/U-DES),用该溶剂处理玉米芯酶解木质素(CEL)后用于双酚A型环氧树脂(E-51)的固化剂(ChCl/U-DES-CEL)。结合DSC、TG和DMA测试,对树脂的固化工艺及固化后树脂的拉伸性能、热稳定性和动态热机械性能等加以分析与表征,阐明其固化作用机理。结果表明:经ChCl/U-DES改性后的木质素体系可以不经分离直接用作环氧树脂的固化剂,在140℃预固化2 h后再在160℃固化2 h的条件下,ChCl/U-DES-CEL固化剂的用量仅为E-51质量的1/8,明显低于常规聚酰胺固化剂(PA650)的用量,且增加树脂热稳定性效果显著,所得到的固化树脂的拉伸强度、初始热分解温度和玻璃化转变温度分别比对照样增加了30.2%、30℃和54℃;储能模量在30℃时达1 874 MPa,比对照样PA650/E-51提高了77.5%。     

稀硫酸预处理对杂交狼尾草木质纤维素化学组分和表征结构的影响

【目的】研究稀硫酸预处理下,酸浓度、固液比、处理时间及温度对杂交狼尾草木质纤维素降解效率的影响,分析稀硫酸对木质纤维素降解的作用机理,并筛选最佳预处理工艺。【方法】以杂交狼尾草为研究对象,以H2SO4浓度(0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%)、固液比(1﹕6、1﹕8、1﹕10、1﹕12、1﹕14)、时间(15、30、45、60、90 min)和温度(80、100、110、120、125℃)4个单因素进行试验,每个因素取5个水平,3次重复,分析单因素对固体分解率、纤维素降解率、半纤维素降解率、木质素脱除率及水解糖的影响。在单因素试验基础上,采用4因素2水平的L8(24)正交试验确定主要影响因素,并对最佳工艺条件预处理下的杂交狼尾草进行SEM分析和XRD分析。【结果】单因素试验结果表明,各因素下半纤维素降解率均高于木质素降解率。其中,硫酸浓度的增加使纤维素和半纤维素的降解率增加,木质素脱除率降低;由纤维素水解产生的葡萄糖产量也随着浓度的增加而增加,但木糖含量逐渐降低;低浓度的硫酸(0.5%—1.5%)促进杂交狼尾草固体物质降解消化,继续增加硫酸浓度(>1.5%)杂交狼尾...     

磷酸-丙酮预处理对水稻秸秆酶解糖化的影响

为提高水稻秸秆木质纤维素的能源化利用效率,采用磷酸-丙酮对水稻秸秆进行预处理,研究预处理水稻秸秆粒径、固液比、温度、时间对纤维素酶水解糖化率的影响,并用扫描电镜分析预处理前后水稻秸秆结构的变化。结果表明,水稻秸秆预处理的适宜条件为:粒径≤380μm、固液比1∶8、温度80℃、处理时间为1.5 h,在此条件下预处理的水稻秸秆纤维素酶水解糖化率从未处理水稻秸秆的18.6%提高到预处理后的65.4%。SEM分析表明,经磷酸-丙酮预处理,水稻秸秆晶状结构遭到破坏,并崩解为碎片,从而使后续的纤维素酶水解糖化率显著提高。     

液氨预处理对农作物秸秆化学结构及酶解效果的影响

  目的  探索液氨预处理(liquid ammonia treatment,LAT)对生物质原料水解顽抗性和纤维素类生物质酶解效率的影响。  方法  采用LAT法对小麦Triticum aestivum秸秆(以下称麦秸秆)、高粱Sorghum bicolor秸秆、苜蓿Lotus corniculatus草及三者混合物(质量比为1∶1∶1)进行预处理,利用热重分析仪、傅里叶变化红外光谱仪、X-射线衍射仪和扫描电镜等对其预处理前后的化学结构变化进行表征,研究预处理温度和酶解时间对4种原料中葡聚糖和木聚糖的酶解转化率的影响。  结果  LAT预处理对生物质原料的化学结构影响显著。经LAT预处理后,葡聚糖、木聚糖和阿拉伯糖等化学组分的相对含量降低;氧(O)和氢(H)元素的相对含量降低,部分含氢(H)、氧(O)元素的官能团发生脱落;结晶度出现小幅下降,生物质表面孔隙结构增多,酶在生物质化学结构上的可及度增加。麦秸秆和混合物的最佳预处理温度为90 ℃,苜蓿草和高粱秸秆的最佳预处理温度为110 ℃;随酶解时间延长,4种原料中葡聚糖和木聚糖的酶解率都增加;葡聚糖的最大酶解率从大到小为麦秸秆、混合物、高粱秸秆、苜蓿草,木聚糖的最大酶解率从大到小依次为高粱秸秆、麦秸秆、混合物、苜蓿草。  结论  LAT预处理可以提高木质纤维素生物质尤其是麦秸秆和高粱秸秆的酶解效率。图8表2参24     

低温预处理和聚乙二醇处理对小麦花药出愈率的影响

以河南教育学院小麦育种研究中心培育的小麦新品系为供试材料,选用C17为基本培养基,分别研究了低温预处理1、2、3、4、5、6、7 d,添加0(CK)、80、100、120 mg/L的聚乙二醇(PEG)对小麦花药出愈率的影响。结果表明:低温预处理4 d的小麦花药出愈率最高(2.108%),且稳定性较好(变异系数0.067),与低温预处理2 d的小麦花药出愈率差异显著(P0.05),与其他5个处理之间的差异极显著(P0.01)。在培养基中加入80、100、120 mg/L PEG可显著提高小麦花药出愈率,尤其以100 mg/L PEG效果最佳。     

超微粉碎处理对香菇柄中多糖溶出率的影响

以香菇柄为试验材料,研究了超微粉碎处理对香菇柄多糖提取的影响.显微观察和粒径分析表明,香菇柄超微粉多为短小菌丝纤维,中位径为5.16 μm,且粒径分布较均匀.不同提取时间比较试验表明,香菇柄超微粉多糖溶出率平均为粗粉多糖溶出率的2.17倍.通过正交试验进一步优化得出香菇柄超微粉提取多糖工艺条件为提取时间4 h,提取温度90℃,液料比为30:1(mL·g),提取两次.