常压中温下水稻秸秆预处理及酶解研究
2020-01-13白光剑马一凡邹伟
食品与发酵工业 2019年23期
白光剑,马一凡,邹伟*
1(四川轻化工大学 生物工程学院,四川 宜宾,644005) 2(浓香型白酒资源微生物与大数据实验室,四川 宜宾,644005)
木质纤维素是地球上最为丰富的有机资源,每年生物圈中可产生大约850亿t,人类仅利用了4.8%[1]。木质纤维素结构独特,是植物经亿万年自然选择的结果,微生物很难快速、直接的将其降解转化,对于生物质资源开发利用是一大难题。大部分的木质纤维素都需要先经过一定的预处理才能被微生物快速利用,预处理是实现木质纤维素高值转化的重要过程。美国国家研究委员会认为好的预处理是不需要减小生物质的粒度,保留半纤维素组分,降低抑制发酵产物的形成,使能耗和成本最低等[2]。中国科学院过程工程研究院陈洪章等指出:理想的预处理应该集中在木质素的去除,以保持细胞壁中结构多糖的完整性,以实现生物质的全利用;同时,希望预处理过程在“常压”下进行,并且使用最小的预处理能耗、价格低廉的预处理化学品和尽可能少的用量[3-4]。
水稻秸秆作为世界三大农作物秸秆之一,全世界2016年水稻秸秆产量约在12.67亿t,其中中国约2.28亿[5]t。水稻秸秆结构独特,生物质顽抗性[6]很强,结晶度高,难以直接利用[7],导致大量的秸秆资源被白白浪费,其资源化的高效利用具有重要意义,水稻秸秆生物炼制是一个重要的方向。但未经过预处理的水稻秸秆难以被微生物利用,因此需要高效的水稻秸秆预处理技术。
根据木质纤维素预处理的相关研究报道,化学处理是生产中最常用的、适于大规模推广的预处理方式。……
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