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甲醇与氢氧化钠做酶解纤维素乙醇的秸秆预处理溶剂行吗?能降低预处理成本吗?

稻草秸秆的预处理及发酵乙醇的试验研究叶生梅许盼吉汪江林(安徽工程科技学院生物化学工程系,芜湖241000)摘要通过不同的化学试剂与“汽爆”组合处理稻草秸秆的试验研究,确定了有效的预处理条件:稻草秸秆与3%氢氧化钠溶液(固液比W/V为1∶5)混匀,置0.15MPa(126～128℃)保温5min,放气。此预处理能使秸秆中木质素去除75.58%;秸秆酶解糖化率(2%底物,0.2%纤维素酶,pH4.8,0.2mol/L醋酸-醋酸钠缓冲溶液,46℃水解48h)达82.78%;通过酿酒酵母将秸秆纤维素酶解糖化液发酵转化为乙醇,产乙醇浓度达5.0%(V/V)。关键词稻草秸秆预处理纤维素纤维素酶发酵中图分类号:TQ920.6文献标识码:A文章编号:1003-0174(2009)06-0133-04随着能源问题的日益突出,人们对可再生能源越来越重视,加强对稻草这类可再生资源的高值利用研究具有重要的战略意义。稻草结构复杂而致密,通过有效的预处理和组分分离手段将稻草原料中的纤维素、半纤维素和木质素等分离并分别加工成有价值的产品,是实现生物量全利用、降低成本的关键因素之一。而有效的预处理技术是组分分离的重要前提。已知的预处理方法有物理法、化学法、生物法等,但每种方法单独使用预处理效果和成本都有待改进[1-5]。利用化学法和“汽爆”组合预处理,通过测定稻草组分分离情况和纤维素的酶解效率,探索稻草有效预处理途径及酶解液的乙醇转化。1材料和方法1.1材料与仪器设备稻草:芜湖市东郊农村,干稻草切成1～2cm的小段;纤维素酶:无锡市雪梅酶制剂有限公司(酶活力80IUFPA/g),预处理所用化学试剂均为分析纯;酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae):实验室保藏。DSX-280B型高压蒸汽灭菌锅:上海申安医疗器械厂;722型分光光度计:上海精密科学仪器有限公司;SENCO型旋转蒸发器:上海申生科技有限公司;BS-1EA型数显震荡培养箱:江苏金坛市杰瑞尔电器有限公司;SHB-Ⅲ型循环水式多用真空泵:郑州市上街华科仪器厂;SW-CJ-2FD型净化工作台

:基金项目:安徽省教育厅自然科学基金资助项目(2003kj039)收稿日期:2008-07-01作者简介:叶生梅,女,1963年出生,高级实验师,硕士,生态学苏州净化设备厂。1.2稻草预处理添加不同的酸或碱及过氧化氢溶于水中达到一定的浓度组合作为处理试液,称取稻草与处理试液混合,固液比1∶5,拌匀,置高压蒸汽灭菌锅0.15MPa(126～128℃)保温一定时间,放气。1.3预处理后稻草水浸提将预处理稻草秆50℃烘干,准确称取1.000g预处理干料,加50mL蒸馏水,室温震荡1h,过滤,测滤液中还原糖。1.4干基失重率将预处理材料用水洗至pH7.0,50℃烘干,称重。干基失重率=(材料质量-预处理后干料重)/材料质量。1.5酶解预处理秸秆水洗至pH7.0,50℃烘干后用粉碎机粉碎。称取一定量粉碎后干料和纤维素酶,加入pH4.8的0.2mol/L醋酸-醋酸钠缓冲溶液,于45～48℃、120r/min进行酶解糖化反应一定时间,过滤,测滤液中还原糖。酶解率=(酶解产生的还原糖×0

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