酸浸爆破杨木预处理抑制剂对生物乙醇酶解发酵的影响
2021-05-20李鸣詹鹏陈介南王亚楠周永财
应用化工 2021年4期
李鸣,詹鹏 ,陈介南 ,王亚楠,周永财
(1.中南林业科技大学 材料科学与工程学院,湖南 长沙 410004;2.国家林业局生物乙醇研究中心,湖南 长沙 410004;3.湖南省木本生物质转化工程技术研究中心,湖南 长沙 410004;4.湖南省木质资源定向转化国际联合实验室,湖南 长沙 410004)
生物质能源是解决能源危机的一条有效途径,其中,预处理是制取生物质能源的重要环节。以杨木等木质纤维为原料,采用稀磷酸浸渍加蒸汽爆破是一种绿色高效的预处理技术,但同时也会生成副产物,如糠醛、5-羟甲基糠醛、对苯二酚、间苯二酚等生物抑制剂,对后续酶解及发酵过程产生抑制作用[1]。其中,糠醛和5-HMF分别由戊糖和己糖脱水形成,两者具有相似的抑制作用(抑制菌体生长,增长延滞期),但糠醛的毒性大于5-HMF[2]。酚类化合物主要由木质素在高温酸解等预处理过程中分解产生,其毒性较大,可造成细胞膜部分或整体的破坏[3]。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
杨木片;磷酸、糠醛、5-羟甲基糠醛、对苯二酚、间苯二酚、蛋白胨、磷酸二氢钾、硫酸镁、氯化钙均为分析纯;微晶纤维素、羧甲基纤维素均为工业纯;纤维素酶,沧州夏盛酶生物技术有限公司。
QBS-80B型蒸汽爆破机; QBS-80 型蒸汽爆破机;GCMS-20100 Ultra型气质联用仪;安捷伦1260 型高效液相色谱仪;安捷伦7890B 型气相色谱仪;UV-2450 型紫外分光光度计; Z h WY-211C 型恒温摇床。
1.2 稀磷酸联合蒸汽爆破预处理
杨木片,粉碎得杨木屑(0.2~0.8 cm),烘干。200 g杨木屑分别与纯水和2%稀磷酸按固液比1∶2.5(质量比)混匀,浸渍1 h ,装入蒸汽爆破汽缸爆破,收集爆破渣,测合水率后恒温(60 ℃)保存待分析。……
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