| 赵晶,张福蓉,陈明,徐晨,权春善,范圣第.NaOH预处理对玉米秸秆纤维结构特性和酶解效率的影响[J].农业环境科学学报,2016,35(7):1407-1412. |
| NaOH预处理对玉米秸秆纤维结构特性和酶解效率的影响 |
| Effect of NaOH pretreatments on cellulosic structure and enzymatic hydrolysis of corn stover |
| 投稿时间：2015-12-14 |
| DOI：10.11654/jaes.2016.07.025 |
| 中文关键词: 玉米秸秆 NaOH预处理 化学组成 纤维结构 酶水解 |
| 英文关键词: corn stover NaOH pretreatment chemical composition cellulosic structure enzymatic hydrolysis |
| 基金项目:辽宁省自然科学基金项目（2014026011）；中央高校基本科研业务费项目（DC201502020407） |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 赵晶 | 大连民族大学生命科学学院, 国家民委-教育部生物化工重点实验室, 辽宁 大连 116600 | | | 张福蓉 | 大连民族大学生命科学学院, 国家民委-教育部生物化工重点实验室, 辽宁 大连 116600 | | | 陈明 | 大连工业大学生物工程学院, 辽宁 大连 116034 | chenming@dlpu.edu.cn | | 徐晨 | 大连民族大学生命科学学院, 国家民委-教育部生物化工重点实验室, 辽宁 大连 116600 | | | 权春善 | 大连民族大学生命科学学院, 国家民委-教育部生物化工重点实验室, 辽宁 大连 116600 | | | 范圣第 | 大连民族大学生命科学学院, 国家民委-教育部生物化工重点实验室, 辽宁 大连 116600 | |
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| 中文摘要: |
| 为研究不同温度下NaOH预处理对玉米秸秆纤维结构特性和酶解得率的影响，为确定纤维原料碱法预处理的适宜条件提供理论依据，采用稀NaOH溶液对玉米秸秆分别在60、80、105℃下预处理，测定了预处理前后纤维原料的化学组成和酶解得率，并采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和傅里叶变换红外光谱仪（IR）对预处理前后玉米秸秆的纤维结构进行了表征。结果表明：NaOH预处理能够有效脱除玉米秸秆中木质素，增加纤维素和半纤维素比例，提高纤维素结晶度，产生的润涨作用导致纤维束状结构疏松。NaOH 80℃预处理1 h后，玉米秸秆中纤维素结晶度达到63.7%，60 h的酶解得率达到71.4%；碱处理温度进一步升高则会充分暴露纤维表面纹孔，同时使纤维素分子内氢键重新形成，容易进一步损失半纤维素，降低纤维素的润涨程度，从而降低酶解效率。80℃条件下碱处理能够有效改善玉米秸秆纤维结构，提高其转化利用效率。 |
| 英文摘要: |
| Corn stover biomass is an important source of bioenergy. However, lignin in corn stover profoundly reduces its enzymatic degradation. Here the influences of sodium hydroxide pretreatments under different temperatures (60 ℃, 80 ℃ and 105 ℃) on cellulosic structure characteristics and enzymatic hydrolysis yields of corn stover were investigated. The cellulosic structures of raw and alkali-pretreated corn stover were characterized using Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffractometer (XRD) and Fourier Transform In frared Spectrometer (FTIR). Results showed that alkaline pretreatments of corn stover effectively removed lignin, and increased the ratios of cellulose and hemicellulose and the crystallinity of cellulose, resulting in more porous cellulosic structure. After pretreatments with dilute NaOH solution under 80 ℃ for 1 h, the crystallinity of cellulose of corn stover residues reached to 63.7% and the yield of enzymatic hydroly sis to 71.4% after 60 h. High pretreatment temperature caused exposure of pits on fiber surface and reformation of hydrogen bonds in cellu lose molecules, causing further losses of hemicellulose, reduction of cellulose swelling degree and decrease of enzymatic hydrolysis yield. The present findings suggest that alkaline pretreatment under 80 ℃ would be the optimum condition for improving the structural characteris tics and facilitating the conversion to saccharides from cellulose. |
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