稻草和麦草绿液蒸煮过程中各组分变化规律比较

对比了相同蒸煮温度下稻草和麦草绿液蒸煮过程中各组分变化规律。结果表明,稻、麦草原料绿液蒸煮脱木素过程呈明显的两个阶段：主要脱木素阶段木素脱出率约为64%~70%,残余脱木素阶段木素脱出率约为5%~10%。主要脱木素阶段二者脱木素速率相近,残余脱木素阶段稻草脱木素速率略高于麦草;两种原料在主要脱木素阶段和残余脱木素阶段均有聚糖溶出,其中主要脱木素阶段聚糖的溶出率分别为稻草60%、麦草34%,二者脱木素选择性分别为2.1和1.1;残余脱木素阶段聚糖溶出率分别为稻草6%、麦草14%,脱木素选择性分别为0.4和1.7。稻、麦草原料绿液蒸煮过程中硅的变化规律呈现三个阶段,每一阶段稻草浆中硅的保留率都高于麦草原料。150℃保温2 h后,原料中硅的溶出率分别为稻草9.3%和麦草45%。相应地,稻草绿液蒸煮黑液中硅的浓度远低于麦草原料,黑液的临界浓度可达45%,约为麦草的3倍。     

碳源对平菇选择性降解稻草木素及其后续酶解性能的影响

前期研究发现,平菇预处理稻草表现出比较好的脱木素选择性和纤维素酶水解效果。为了使预处理后的稻草在纤维素酶水解过程中得到更多的单糖,通过向平菇预处理稻草固体培养基中添加麸皮、玉米皮和木聚糖,研究外加碳源对平菇降解稻草木素的选择性及后续酶水解效果的影响。结果表明,添加适量的麸皮和木聚糖可提高平菇处理稻草的脱木素选择性。麸皮和木聚糖添加量为稻草粉的10%时,脱木素选择系数分别由对照的1.86增加至2.58和2.03;预处理样品酶解后原料中总糖的46.8%和45.9%转化为可发酵单糖,分别比对照的35.5%提高了30%和28%。添加玉米皮对平菇预处理酶解效果影响相对较小,添加量为5%时,预处理样品酶解后总糖转化率仅比对照提高15%,增加添加量酶解总糖转化率反而低于对照样品。     

稀硫酸催化水解稻草秸秆半纤维素的研究

对稀硫酸催化水解稻草秸秆半纤维素进行了研究.考察了固液比、稀硫酸质量分数、反应温度、反应时间对半纤维素水解的影响.采用正交实验法,以总还原糖含量为考察指标,对实验结果进行直观和方差分析,探讨稀硫酸催化水解半纤维素的最优反应条件.结果表明,稀硫酸催化水解稻草秸秆半纤维素以固液比(质量体积比)1:10、稀硫酸质量分数25%、反应温度95℃、反应3h为最优条件,在此条件下,10g稻草秸秆粉末水解得到总还原糖2.704g,总还原糖收率达94.9%.     

醋酸预水解对稻草化学成分及酶水解性能的影响

研究了醋酸预处理对稻草主要化学成分及酶水解糖化效率的影响。在160℃下以不同的醋酸用量(0～4%)对稻草进行处理,预处理后稻草的Klason木质素含量基本保持不变,约60%的酸溶木质素被脱除;灰分含量(质量分数)约下降30%,灰分中SiO2则几乎全部保留在预处理浆料中。预处理醋酸用量的增加对酸溶木质素和灰分含量的变化均无显著影响。预处理后高聚糖的降解程度随醋酸用量的增加而上升,其中半纤维素的降解程度尤为显著,阿拉伯聚糖、半乳聚糖大量溶出。对经醋酸预处理稻草的酶水解研究表明,预处理中醋酸用量的增加无助于酶水解液中还原糖得率的提高。稻草于160℃下经不添加醋酸的自水解预处理后,其酶解还原糖得率均高于经醋酸预处理的稻草,当纤维素酶用量为40 FPU/g(对底物)时,稻草中高聚糖的酶水解转化效率最高,葡聚糖、木聚糖的转化率分别为67.8%和45.3%,总糖转化率为58.8%。     

自水解预处理对稻草化学成分及酶解性能的影响

研究了自水解处理对稻草秸秆主要化学成分及酶解糖化效率的影响。结果显示:在100～160℃下对稻草进行自水解预处理,酸溶木质素的脱除程度随着自水解温度的升高而增大,而Klason木质素含量几乎没有变化,几乎全部SiO2仍然保留在预处理后草片中;稻草高聚糖的降解程度随着自水解温度的升高而增加,但由于自水解液酸性较弱,大量高聚糖仍保留在草片中;自水解预处理有利于促进稻草的酶解糖化,随着自水解预处理温度的升高和酶用量的增大,酶解液中各种聚糖得率均有不同程度的提高,但自水解温度的影响显得更为重要;经160℃自水解预处理的稻草在40 FPU/g混合酶用量下,葡聚糖和木聚糖的总转化率约为68%和45%,总糖转化率近60%。     

超声-酶法水解小麦麸皮制备低聚木糖的研究

小麦麸皮是小麦加工处理后副产物,仍保有大量的营养成分,但并未得到良好的利用。以小麦麸皮为原料,通过超声辅助提取-酶法制备低聚木糖,考察了超声功率和超声时间对小麦麸皮木聚糖组分提取的影响,通过加酶量、底物质量分数和水解时间等3个因素考察了酶法制备低聚木糖的条件。当超声功率为1200W、超声时间为30 min、木聚糖添加量(质量分数)为8%、加酶量为10 U/g和酶解时间为6 h时,低聚木糖产量为14.13 g/L。     

氨水浸泡稻草秸秆对纤维素酶解产糖的影响

为了有效提高木质纤维素酶解糖化率,以稻草秸秆为研究对象,采用氨水预处理实验,考察稻草秸秆粉粒度、氨水质量分数、预处理时间、预处理温度、液固比对稻草秸秆酶解糖化的影响。结果表明:稻草秸秆经60目过筛后用14%氨水按液固比9∶1在50℃处理35h,糖化率达61.42%。     

汉麻粉中防晒成分的提取条件研究

采用乙醇提取法提取汉麻粉中的防晒成分,通过溶液法和3M胶带法测定其上层清液和下层沉淀的吸光度,以吸光度为指标优化提取工艺。首先在室温条件下进行初步探索,然后考察提取温度、提取时间和汉麻粉混悬液的质量分数对吸光度的影响。实验结果表明,乙醇提取法可以提取出汉麻粉中的防晒成分(主要吸收波长在200~350 nm之间);乙醇提取汉麻粉中防晒成分的较佳条件为:提取温度55℃,提取时间1 h,汉麻粉质量分数15%。     

低聚合度木聚糖对木聚糖酶合成的影响

研究了木聚糖的聚合度和添加黄豆粉对里氏木霉合成木聚糖酶的影响,并以纯化木聚糖酶水解木聚糖。研究结果表明:木聚糖经酶水解后平均聚合度降低54%,戊聚糖含量为75.4%。采用低聚合度木聚糖为底物碳源和添加黄豆粉都可提高产酶效果。以12g/L低聚合度木聚糖添加2g/L黄豆粉,培养3d后木聚糖酶活力可达到113IU/mL,提高49.3%。通过对木聚糖酶进行纯化处理可以有效除去β 木糖苷酶。以体积分数10%的木聚糖酶水解35g/L木聚糖3h后,低聚木糖得率达到35.5%,而木糖得率仅为1.5%,低聚木糖与总糖的比值达到95.8%,随着酶解时间的延长,低聚木糖不会被降解。     

速生杨半纤维素碱法提取工艺的优化和表征

在 50 ℃ 下,对速生杨木粉原料进行苯-醇预处理,得到脱脂杨木粉。后进行超声波乙醇-碱处理,得到碱脱木质素杨木粉。再运用正交试验设计法研究了抽提温度、抽提时间和NaOH溶液质量分数对速生杨半纤维素得率的影响。结果表明:NaOH溶液质量分数对半纤维素的提取率影响最为显著,而抽提时间的影响最小。最佳抽提条件为:抽提温度 90 ℃、抽提时间 12 h、NaOH溶液质量分数 8 %,在此条件下的半纤维素的提取率为 87.20 %。通过傅里叶红外光谱,核磁共振光谱和组成分析,结果发现,碱法抽提所得半纤维素的主要成分是4-O-甲基葡萄糖醛酸基-木聚糖,木糖和葡萄糖醛酸糖基物质的量之比为22.83∶1,同时含有少量甘露糖、葡萄糖和半乳糖,它们的含量分别为 2.87 %、 0.83 % 和 0.55 %,对应的糖基比为3.46∶1∶0.66, 4-O-甲基葡萄糖醛酸基-木聚糖和葡萄糖基甘露聚糖两种半纤维素分别占 86 % 和 4 %,阿拉伯糖基木聚糖含量较低,另外含有约 4.5 % 木质素组分。