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金属盐强化乙醇预处理和添加剂联合对杨木酶解的影响
引用本文:朱光辉,黄心宇,毛翠平,谢君,张红丹. 金属盐强化乙醇预处理和添加剂联合对杨木酶解的影响[J]. 农业工程学报, 2023, 39(12): 197-205
作者姓名:朱光辉  黄心宇  毛翠平  谢君  张红丹
作者单位:华南农业大学生物质工程研究院,广州 510642;山东天成工程咨询有限公司,潍坊 261100
基金项目:国家重点研发计划 (2021YFC2101603)和国家自然科学基金项目(21978108)联合支持
摘    要:农林废弃物的生化转化是木质纤维类生物质能源化利用的重要手段之一。其中,木质纤维素是生物质能源最重要的形式,通过生化转化将木质纤维素转化为可发酵糖,进而转化为燃料乙醇和化学品,是生物炼制的重要途径之一。该研究以杨木为研究对象,采用不同金属盐强化的乙醇溶液对杨木进行预处理,探究不同金属盐(FeCl3、CrCl3、CuCl2、FeCl2、ZnCl2、MnCl2、MgCl2、CaCl2 NaCl和LiCl)强化乙醇预处理对杨木组分和酶解效果的影响,同时在酶解段进行不同种类添加剂(吐温80、茶皂素、牛血清白蛋白和木聚糖酶)的添加,探究不同金属盐强化乙醇预处理和不同添加剂联合对杨木酶解效率的影响,从而得到杨木酶解最优的金属氯化物和添加剂组合。结果表明:金属盐强化乙醇预处理能显著去除半纤维素和木素,破坏杨木原料的致密结构,提升预处理底物中纤维素含量,暴露更多可接触位点,提高酶对纤维素的可及性,其中三价和部分二价金属盐(过渡金属盐)强化乙醇预处理能一定程度地提升酶解效果,获得较高的葡萄糖得率。添加剂的加入可不同程度的提升酶解速度、缩短酶解时间,并提升预处理样品的最终葡萄糖得率,其中在吐温80的作用下,FeCl3强化的乙醇预处理后杨木酶解可获最高葡萄糖得率达93.44%,该研究结果可为农林废弃物利用提供参考。

关 键 词:酶解  预处理  杨木  金属盐  添加剂
收稿时间:2023-05-04
修稿时间:2023-06-20

Effects of different metal-salts catalyzed ethanol pretreatment and additives on the enzymatic hydrolysis of poplar
ZHU Guanghui,HUANG Xinyu,MAO Cuiping,XIE Jun,ZHANG Hongdan. Effects of different metal-salts catalyzed ethanol pretreatment and additives on the enzymatic hydrolysis of poplar[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2023, 39(12): 197-205
Authors:ZHU Guanghui  HUANG Xinyu  MAO Cuiping  XIE Jun  ZHANG Hongdan
Affiliation:Institute of Biomass Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China;Shandong Tiancheng Engineer Consulting Co. Ltd. Weifang 261100,China
Abstract:
Keywords:enzymatic hydrolysis  pretreatment  poplar  metal-salt  additives
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