液氨过氧化氢联合预处理对玉米芯酶解的影响-农业机械学报.PDF

２０１５年 ６月 农 业 机 械 学 报 第 ４６卷 第 ６期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１５．０６．０２７ 液氨过氧化氢联合预处理对玉米芯酶解的影响 １ ２，３ １，２ ４ １ 赵　超 　邵千钧 　曹　艳 　丁为民　彭何欢 （１．浙江农林大学工程学院，杭州 ３１１３００；２．国家木质资源综合利用工程中心，杭州 ３１１３００； ３．宁波大学机械工程与力学学院，宁波 ３１５２１１；４．南京农业大学工学院，南京 ２１００３１） 摘要：为提高木质纤维原料可发酵单糖的酶解转化率，采用液氨过氧化氢联合预处理（ＨＬＡＴ）玉米芯，研究了温度 与过氧化氢用量比对玉米芯固体回收率、化学成分及聚糖酶解转化率的影响，并采用 Ｘ射线衍射图谱和红外光谱 对玉米芯 ＨＬＡＴ预处理前后的纤维结构特性进行了分析。结果表明：ＨＬＡＴ预处理能有效地去除玉米芯中的木质 素并能保留绝大部分碳水化合物；在最优的预处理条件下，添加纤维素酶、葡萄糖苷酶和木聚糖酶组成的复合酶 β 系酶解７２ｈ，玉米芯糖化率达８５０％，１０００ｇ干基玉米芯可获得可发酵单糖５９３１ｇ，是未处理的３５３倍；Ｘ射线衍 射表明，经ＨＬＡＴ预处理后玉米芯结晶区与无定形区同步下降；红外光谱分析表明，ＨＬＡＴ预处理能打破纤维素的 氢键连接，破坏木质素 碳水化合物复合体内部的酯键连接，同时使残留木质素分子结构受到一定的破环，这些变 化有效地降低了玉米芯的抗水解屏障，是酶解率提高的根本原因。 关键词：玉米芯　液氨　过氧化氢　预处理　酶水解 中图分类号：ＴＫ６；Ｓ２１６２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１５）０６０１９３０８ ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＣｏｍｂｉｎｅｄＨｙｄｒｏｇｅｎＰｅｒｏｘｉｄｅａｎｄＬｉｑｕｉｄＡｍｍｏｎｉａ ＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｎＥｎｚｙｍａｔｉｃＨｙｄｒｏｌｙｓｉｓｏｆＣｏｒｎＣｏｂ １ ２，３ １，２ ４ １ ＺｈａｏＣｈａｏ　ＳｈａｏＱｉａｎｊｕｎ 　ＣａｏＹａｎ 　ＤｉｎｇＷｅｉｍｉｎ　ＰｅｎｇＨｅｈｕａｎ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｊｉａｎｇＡ＆ＦＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１１３００，Ｃｈｉｎａ ２．ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＷｏｏｄｂａｓｅｄＲｅｓｏｕｒｃｅＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１１３００，Ｃｈｉｎａ ３．ＦａｃｕｌｔｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，ＮｉｎｇｂｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎｉｎｇｂｏ３１５２１１，Ｃｈｉｎａ ４．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｎｚｙｍａｔｉｃｄｉｇｅｓｔｉｂｉｌｉｔｙｏｆｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｓｉｎｌｉｇｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅｓ，ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅａｎｄｌｉｑｕｉｄａｍｍｏｎｉａｔｒｅａｔｍｅｎｔ（ＨＬＡＴ）ｗａｓｅｍｐｌｏｙｅｄａｓｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｆｏｒ ｃｏｒｎｃｏｂ．ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄＨＯ ｌｏａｄｉｎｇｏｎｓｏｌｉｄｒｅｃｏｖｅｒｙ，ｅｎｚｙｍａｔｉｃｄｉｇｅｓｔｉｂｉｌｉｔｙａｎｄ ２ ２ ｌｉｇ