氢氧化钠和碱性双氧水预处理对水稻秸秆酶解效果的影响

作     者：陈思哲 刘国华 李波 齐鲁 王洪臣 CHEN Sizhe;LIU Guohua;LI Bo;QI Lu;WANG Hongchen

作者机构：中国人民大学环境学院低碳水环境技术研究中心北京100872 申能环境科技有限公司江苏杭州311100 

出 版 物：《环境科学研究》 (Research of Environmental Sciences)

年 卷 期：2022年第35卷第8期

页      面：1864-1872页

核心收录：

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

基　　金：中国人民大学科学研究基金项目(中央高校基本科研业务费专项)(No.2020030257) 

主　　题：水稻秸秆 预处理工艺 酶解糖化 纤维素结构 

摘      要：为提高水稻秸秆生物转化产糖效率,分别用氢氧化钠和碱性双氧水对其进行预处理,并考察处理液浓度、温度和时间对木质纤维素酶解糖化效果的影响.通过分析预处理前后水稻秸秆组分和结构变化,揭示氢氧化钠预处理和碱性双氧水预处理对水稻秸秆酶解效果的影响机理.结果表明:①在80℃的条件下,使用1.25%的氢氧化钠对水稻秸秆水浴处理3 h后效果较好,且酶解72 h后还原糖含量为480.81 mg/g.②在50℃的条件下,使用碱性双氧水(1.5%的氢氧化钠+2%的双氧水)对水稻秸秆水浴处理5 h后效果较好,且酶解72 h后还原糖含量为575.85 mg/g.③与未预处理的水稻糖化效果(132.7 mg/g)相比,经氢氧化钠预处理和碱性双氧水预处理后,水稻秸秆酶解产糖率分别提高了262.3%和336.2%.④扫描电镜显示,经氢氧化钠和碱性双氧水预处理后,水稻秸秆的比表面积均显著增加,表面结构更加疏松.⑤红外光谱和X射线衍射光谱表征显示,氢氧化钠预处理和碱性双氧水预处理均可消解水稻秸秆中的木质素并使其转化成纤维素,从而可以促进后续的酶解糖化效果.研究显示,氢氧化钠预处理和碱性双氧水预处理都能较好地促进水稻秸秆的酶解糖化过程,得到较高的糖含量.