化学预处理提高酒糟生物质酶解糖化效果

• 作者: 任海伟 刘晓风 孙永明 张涛 张轶 徐娜 李志忠 李金平 王永刚
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 生物质 纤维素 酶,酒糟 预处理 酶解糖化 组分变化 结构特性
• 年，卷（期）: 2014,（16）
• 所属期刊栏目: 农业生物环境与能源工程
• 页码范围: 239-246
• 页数: 8页
• 分类号: TS261.9|TQ353.6|TQ920.9
• 字数: 6928字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2014.16.031

摘要

为促进酒糟生物质的酶解糖化，筛选适宜的预处理方法，以脱除木质素，提高综纤维素（纤维素和半纤维素之和）保留率为目标，研究比较了酸-超声波耦合（ultrasound-assisted acid pretreatment，UAAP）、液氨（pretreatment by soaking in aqueous ammonia，PSAA）、碱性双氧水（alkaline hydrogen peroxide pretreatment，AHPP）和酸性亚硫酸氢盐（bisulfite pretreatment，BP）4种预处理法对酒糟化学组分、结构特性和酶解得率的影响。结果表明，与其余3种方法相比，BP法处理后酒糟的纤维素和半纤维素保留率最高，分别为84.59%和84.87%，即综纤维素保留率为84.68%。与未处理酒糟（unpretreatment，UP）相比，4种方法预处理后酒糟的综纤维素酶解得率分别提高了49.12%（酸-超声波，UAAP）、55.48%（液氨，PASS）、92.79%（碱性双氧水，AHPP）和99.15%（酸性亚硫酸氢盐，BP），其中BP法对酒糟酶解糖化的促进作用最有效。扫描电镜（scanning electron microscope， SEM）和X-衍射（X-ray differaction，XRD）结果显示，酒糟经不同方法预处理后表观结构发生了明显变化，木质纤维网络结构遭到破坏，表面呈现无规则或形状各异的膨松状态，沟壑明显，孔隙率增加，比表面积增大，有利于提高水解酶的可及性。化学组分和结构特性的变化说明酒糟的酶解得率与综纤维素的保留、木质素的去除、表面微观形貌变化以及纤维素结晶度等因素直接相关。总之，酸性亚硫酸氢盐（BP）法是适用于酒糟生物质糖化预处理的一种有效可行方法。