液氨和过氧化氢预处理对稻草酶解效果的影响机制

作     者：赵相君 李琮 彭何欢 赵超 马中青 Zhao Xiangjun;Li Cong;Peng Hehuan;Zhao Chao;Ma Zhongqing

作者机构：浙江农林大学工程学院浙江省竹资源与高效利用协同创新中心 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2019年第35卷第10期

页      面：221-226页

核心收录：

学科分类：080702[工学-热能工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

基　　金：国家自然科学基金(31500491) 浙江省基础公益研究计划项目(LGN18B060001) 浙江省竹资源与高效利用协同创新中心开放基金(2017ZZY2-02) 中国科协“青年人才托举工程”项目(2018QNRC001) 

主　　题：酶 乙醇 秸秆 液氨预处理 酶解 过氧化氢 纤维素乙醇 

摘      要：稻草是一种重要的木质纤维素资源,可以作为纤维素乙醇转化的原料。该试验通过高温过氧化氢(高温HP)、低温过氧化氢(低温HP)和液氨预处理(liquid ammonia treatment,LAT)3种预处理方式来克服生物质原料的酶解顽抗性,促进稻草酶解转化为可发酵单糖。对预处理后的稻草进行酶解试验,利用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)定量测定了酶解液中的单糖含量,通过酶解转化率和单糖产量对预处理效果进行了分析比较。试验结果表明高温HP、低温HP和LAT 3种预处理方式均有效提升酶解率,其中LAT预处理的酶解促进作用效果最佳,高温HP预处理次之。稻草在120℃、预处理时间为60 min、30%H2O2水溶液与原料质量比为0.75∶1的高温HP预处理下,在纤维素酶添加量为15U/g时葡聚糖和木聚糖的酶解率分别为61.55%和47.82%,每千克干基稻草原料经144h酶解可生产单糖334.5 g。稻草在90℃、含水率60%、驻留时间为5 min、液氨与原料比例为1∶1的LAT预处理下,在纤维素酶添加量为15 U/g时,葡聚糖和木聚糖的72 h酶解率分别为88.62%和79.29%,每千克干基稻草原料经144 h酶解可生产单糖554.1 g,是未处理原料的2.9倍,总糖回收率达到90%。综上所述,LAT预处理稻草的酶解率显著高于其他单一预处理方法,该研究结果可为稻草制取燃料乙醇提供基础数据。