氯化胆碱类低共熔溶剂对木质纤维素分离及其利用的研究进展

为了去除木质纤维素固有复杂抗性结构，实现木质纤维素原料的高效利用，研究人员不断开发新的木质纤维素预处理技术。低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents, DESs)作为一种绿色溶剂，具有成本低、制备简单、热稳定性好、可设计性等优势，在促进木质纤维素原料预处理、原料酶解转化方面有着较好的应用潜力，得到了研究者们的广泛关注和认可。本研究在查阅国内外研究现状和研究成果的相关报道基础上，综述了氯化胆碱DESs的合成及性质，预处理木质纤维素的作用机理，对木质纤维素酶解效果及转化为生物乙醇的相关研究，指出不同氢键供体、不同的预处理条件对原料的木质素去除率及葡萄糖产量有很大影响，认为DESs预处理木质纤维素极大提高了后续纤维素酶解过程的糖化率，并对DESs预处理机理、循环使用、工艺参数优化方面提出了展望。     

木质纤维素生物质预处理技术的研究进展

预处理技术是利用木质纤维素生物质制取燃料乙醇的关键技术,该技术的改进和完善可提高纤维素的水解率,进而降低燃料乙醇的生产成本。笔者从预处理的必要性出发,综述了物理法、物理-化学法、化学法和生物法预处理木质纤维素生物质技术的国内外研究进展,对各种技术的处理效果进行了分析和总结,并对预处理技术的发展提出了展望和建议。     

半纤维素和木质素去除对纤维素糖化过程的影响

采用稀酸常压法、稀酸加压法、稀碱常压法、湿氧化法和稀碱—蒸汽爆破法等方法,对麦秆木质纤维素进行预处理,然后利用纤维素酶对处理后的纤维素进行糖化,考察不同预处理方法对生物量的回收率、纤维素回收率、半纤维素的去除率、木质素的去除率,以及纤维素糖化率的影响。实验表明,木质纤维素中木质素的去除是影响纤维素糖化率的关键因素。当采用湿氧化技术处理麦秆时,木质纤维素的去除率为48.4%,半纤维素的去除率为39.5%时,纤维素的糖化率最大,可达到78.2%。     

木质纤维素类生物质的应用和预处理研究进展

本文总结分析了我国木质纤维素类生物质的利用方式、预处理方式和水解动力学,并详细介绍了几种现在比较热门的处理方法,包括稀酸处理法、高温液态水法和固体酸催化法。稀酸在酶水解预处理中得到了广泛的应用,稀酸的脱木质素作用较弱,但是半纤维素的溶出率高;高温液态水预处理技术具有无需添加化学试剂、降解产物少等优势;固体酸催化法可以在较低的反应温度下实现纤维素的水解,并且催化剂可以回收利用。最后对各种预处理技术在木质纤维素糖化领域中的研究和应用前景进行了展望。     

木质纤维素类原料预处理工艺的研究

木质纤维素的结构特点是不易降解。通过预处理手段(酸处理、碱处理、爆破处理、湿式氧化、超临界CO2处理等),可使纤维素转化为乙醇的效率大大提高。综述了国内外对木质纤维素可再生生物质资源预处理的研究进展,并对木质纤维素可再生生物质的预处理技术和应用前景进行了展望。     

木质纤维素预处理技术

纤维质物料的预处理是木质纤维素原料生产燃料乙醇的关键步骤。介绍了木质纤维素的组成结构及其对纤维素水解的影响,概述了酸碱处理、湿氧处理、爆破处理、氨爆破处理等方法,对预处理技术的发展前景进行了展望。     

褐腐菌在木质纤维素降解中的研究进展

为了研究褐腐菌在木质纤维素降解中的作用,综述了国内外近5年褐腐菌对木质纤维素的预处理、生物降解、生物质转化、发酵能力等方面的研究进展,发现其在环境价值和生物技术方面的潜能,而有关生物降解或转化方面的研究大部分都是单独的,缺乏系统化。因此,加强褐腐菌对木质纤维素剩余物的降解与利用,能为其今后的生产应用提供理论基础。     

木质纤维素生物质预处理技术研究现状

为了研究经济高效的预处理技术,综述了近10年国内外在木质纤维素预处理技术方面的研究,对物理法、物理-化学法、化学法、生物法等预处理技术进行了重点分析,发现稀酸处理法、蒸汽爆破法和生物法等技术极具潜力,但目前的研究仍存在不足,今后还需研究成本低、产率高、污染小的预处理技术。最后对预处理技术的发展提出了建议。     

碱法—酶法处理麦秆木质纤维素的工艺研究

研究了碱预处理麦草秸秆和纤维素酶酶水解碱预处理的麦草滤渣对糖化过程的影响。通过对碱预处理麦草的各因素分析,以木质素去除率为目标,得到碱水解木质纤维素的最佳工艺条件为:碱质量分数为1%,温度为90℃,时间为2.5h,固液比为1∶12。在此条件下,碱水解后木质素的去除率为43.8%。在最佳的碱处理条件下,酶解纤维素的最佳工艺条件为:温度为50℃,pH值为4.8,硫酸镁质量浓度为0.5g/L,酶用量为25FPU/g干物质,酶解纤维素的糖化率最高为80.1%。比未处理麦秆酶解的糖化率提高3倍。     

木质纤维素生物降解机理及其降解菌筛选方法研究进展

生物降解木质纤维素机理的研究日益受到关注,并且降解酶机制进行作用的报道很多,然而,木质纤维素天然结构复杂,其生物降解过程则是一个复杂的酶学过程,需要多种酶的协同作用来完成。经过多年的研究,各国研究工作者提出木质纤维素降解菌的筛选方法,国内外的科研工作者们探索出了多种木质纤维素降解菌的筛选方法和筛选培养基,为木质纤维素降解菌的筛选提供了捷径,加快了木质纤维素降解菌筛选工作的步伐。从生物降解机理和降解菌筛选方法等方面,综述了木质纤维素生物降解研究进展,提出了有待拓宽和深化研究的内容。     

红麻秸秆高效预处理方法的选择

利用地球上储量最大的可再生的植物纤维质转化制备燃料乙醇,对于减少温室效应,缓解能源紧张,提高环境质量具有重大意义。红麻是一种传统的速生高产的纤维作物,为提高红麻纤维质的糖转化率,采用H2O、H2SO4、NaOH溶液（121℃,60 min）或白腐真菌P. sajor-caju固态培养的方法,对红麻秸秆进行预处理,比较了后续的纤维素酶催化红麻秸秆水解的纤维素转化率。结果表明,NaOH预处理样品的纤维素转化率达到82.24%,说明碱性预处理比较适合于红麻秸秆。微生物法预处理能有效去除红麻秸秆的木质素,提高样品的纤维素转化率,但耗时较长,糖分有所损失,可作为辅助预处理方法。     

利用木质纤维素生产L-乳酸的研究

综述了L-乳酸的应用和利用木质纤维素生产L-乳酸的优点、方法与技术要点,简要介绍了利用木质纤维素生产L-乳酸的研究现状以及对其前景进行展望,以期为L-乳酸的工业化生产提供参考。     

基于便携式光谱仪和反射、透射光谱技术的小麦叶片叶绿素定量分析研究

为了无损检测小麦叶片叶绿素含量,应用便携式高分辨率光谱仪及内置钨卤灯光源的叶片夹采集小麦叶片的反射、透射光谱数据,采用多种预处理方法对光谱数据进行预处理。用偏最小二乘法建立小麦叶片叶绿素含量与反射、透射光谱间的数学模型,同时分析了不同预处理方法对模型预测性能的影响。结果表明,基于反射光谱的最优检测模型校正集的相关系数r为0.950,预测标准偏差SD为0.1287,相对标准偏差RSD为5.67%。检验集的相关系数r为0.926,预测标准偏差SD为0.1892,相对标准偏差RSD为8.26%。基于透射光谱的最优检测模型r为0.846,SD为0.2201,RSD为9.69%。检验集的r为0.880,SD为0.2714,RSD为11.84%。研究表明,应用便携式高分辨率光谱仪和反射、透射光谱技术来定量分析小麦叶片叶绿素含量是具有可行性的;通过对比发现,基于反射光谱模型的预测性能较好;为叶片叶绿素含量的现场快速无损测定提供了一种有效途径。     

碱处理对甜高粱秸秆渣组成结构及酶解糖化效果的影响

以甜高粱品种M81为试验材料,以清洗烘干后未经处理的甜高粱渣为对照,在常温、高温高压、微波条件下Ca(OH)₂和常温条件下NaOH处理甜高粱秸秆渣,调查处理后甜高粱秸秆渣木质纤维素组成结构及纤维素酶酶解糖化情况。结果表明,采用的4种处理都能有效地改变甜高粱渣木质纤维素组成结构,其中氢氧化钠常温长时间处理对于木质素与半纤维素的溶降效果最好,3种石灰处理对半纤维素的溶解也均有一定作用。扫描电镜观察石灰高温高压与氢氧化钠常温两种处理对于木质纤维素结构的改变不同,前者木质纤维素表层木质素结构被侵蚀严重,呈破碎状附着在纤维素表面,内部纤维结构仍紧密排列,后者木质纤维素束状结构溶胀降解,表层木质素成分被大量去除,被包裹的纤维素组分显露,纤维素网断裂且纤维素表面出现许多小孔。经这4种方式处理后的甜高粱渣,木质纤维素中纤维素与半纤维素经纤维素酶酶解糖化,葡萄糖和木糖产物浓度都有所提高,分别达到对照的1.5、2.1、1.9、4.2倍和3.1、5.0、4.9、2.4倍;木质纤维素纤维组分的直接转化率与相对转化率的含义与计算方法不同,两种计算方式对于甜高粱木质纤维素生物质原料预处理方式的选择和效果的综合评价具有指导意义。     

优化预处理及脱毒工艺以制备玉米芯半纤维素水解液

为了降低玉米芯半纤维素水解液中的乙酸、糠醛和酚类等有毒物质含量,使可利用糖类含量增加。本研究以玉米芯为原料制备水解液,对预处理及脱毒工艺进行优化,并利用高效液相色谱(HPLC)检测优化效果。结果表明,10~20目的玉米芯在10%氨水浸泡24 h后,可将乙酸和酚类物质的脱除率,分别提高至93.4%和32.3%,而糠醛的含量也大大降低。经过真空浓缩、CaO脱毒以及2%活性炭吸附后,使有毒物质含量再次降低,此时的水解液可完全用于菌株的发酵试验,达到了去除的目的。本文所得到的最佳水解液处理步骤,其结果符合菌株发酵用标准,说明水解液处理方式的不同,直接影响着水解液的制备。这为研究和利用木质纤维素等可再生资源提供了思路,也为发酵生产奠定了理论基础。