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玉米秸秆稀酸预处理的研究

第29卷第2期2009年4月

林 产 化 学 与 工 业

ChemistryandIndustryofForestProducts

Vo.l29No.2Apr.2009

玉米秸秆稀酸预处理的研究

陈尚钘,勇强,徐勇,朱均均,余世袁

2.江西农业大学林学院,江西南昌330045)

摘 要: 研究了玉米秸秆稀酸预处理条件对木糖得率和纤维素酶水解性能的影响。在单因素试验的基础上,用正交试验法对稀酸预处理条件进行优化。在固液比1B10、硫酸质量分数

CHENShang-xing

0.75%、温度150e条件下处理30min,木糖得率最大为85.64%。100g玉米秸秆经稀酸预处

理和纤维素酶水解后,可得到最大总糖量49.74g。分析结果表明,木糖得率最大影响因素为酸浓,酶解得率最大影响因素是温度。温度对综合指标的影响极显著,酸浓影响显著,时间影响不显著。预处理破坏了玉米秸秆的纤维素结构。关键词: 玉米秸秆;稀酸预处理;木糖;纤维素酶水解

中图分类号:TQ353.42 文献标识码:A 文章编号:0253-2417(2009)02-0027-06

1,2

1

1

1

*1

(1.南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室,江苏南京210037;

StudyonDilute-acidPretreatmentofCornStalk

CHENShang-xing,YONGQiang,XUYong,ZHUJun-jun,YUSh-iyuan

1,2

1

1

1

1

(1.KeyLaboratoryofForestGenetics&Biotechnology,MinistryofEducation,NanjingForestryUniversity,Nanjing210037,China;2.CollegeofForestry,JiangxiAgriculturalUniversity,Nanchang330045,China)

Abstract:Theeffectsofconditionsofdilute-acidpretreatmentofcornstalkonxyloserecoveryandperformanceofcellulasewereinvestigated.Orthogonaltestwasemployedtooptimizetheconditionofpretreatment.Theresultsshowedthatamaximum85.64%ofxyloserecoverywasobtainedat150e,

sulfuricacid0.75%(massfraction)andretentiontime30min.The

sulfuricacidconcentrationranked

maximaltotalsugar49.74gwasobtainedfrom100gcornstalkpretreatedbydilute-acidundertheoptimalcondition,followedbycellulasehydrolysis.Theresultsshowedthatintermsofthesignificanceonxyloserecovery,thefirstfactor,temperaturethesecondandreactiontimethethird.

Intermsofthesignificanceonenzymaticdigestibility,

however,temperaturerankedthefirstfactor,sulfuricacidconcentrationthesecondandreactiontimethethird.Thecomprehen-siveindexwasverysignificantlyinfluencedbytemperatureandsignificantlyinfluencedbysulfuricacidconcentration.Pretrea-tmentdestroyedthefibrousstructureofcornstalksignificantly.

Keywords:cornstalk;dilute-acidpretreatment;xylose;enzymatichydrolysis

随着能源供需矛盾的日益突出和化石燃料对环境污染的日益加重,开发可再生清洁替代能源势在必行。生物乙醇具有对环境友好、原料可再生等优良特性,越来越受到研究者们的重视

[1-2]

。目前全世

界乙醇总量的90%是以淀粉质原料或糖质原料生产,但它们又是人类赖以生存的粮食资源或制糖工业原料。随着世界人口的增长,粮食短缺也成为人类急待解决的问题之一,长期依靠农作物生产燃料乙

[3]

醇变得越来越不现实。因此利用可再生的纤维素资源生产燃料乙醇,已成为世界各国的研究热点

[4]

。纤维素水解是木质纤维原料制取燃料乙醇工艺的关键,其中酶水解方法因其具有反应条件温

[5-6]

和、反应副产物少、环境危害小等优点,被大多数研究者所采用。但木质纤维原料致密复杂的结构及纤维素分子的高度结晶特性,十分不利于酶的作用。因而,木质纤维原料在酶水解前必须经过预处理,以提高纤维素对酶的可及度,从而提高酶解的效率和得率

[7]

。半纤维素也是木质纤维类原料中重

收稿日期:2008-09-22

基金项目:国家/8630计划(2008AA05Z401);江苏省高技术研究计划(BG20053270);江苏省高校自然科学重大基础研究

(06KJA22015)

作者简介:陈尚钘(1976-),男,江西九江人,讲师,博士生,从事林产生物化学加工方面研究;E-mai:lcsxing@http://doc.xuehai.net *通讯作者:余世袁,教授,博士生导师,从事林产生物化学加工方面研究;E-mai:lsyu@http://doc.xuehai.net

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