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基于乙醇胺的深度共熔溶剂预处理小麦秸秆提高其多糖酶解效率

2021-07-27董艳梅洪元芳马阳阳安艳霞

现代食品科技 2021年7期

董艳梅,洪元芳,马阳阳,安艳霞,2

(1.河南农业大学食品科学技术学院,河南郑州 450002)

(2.农业农村部大宗粮食加工重点实验室,河南郑州 450002)

生物精炼中预处理是木质纤维素生物质转化过程的关键步骤之一,生物质要转化为生物能源及生物基材料,必须对其进行预处理,以破坏其三维网状结构,减弱木质素和半纤维素对纤维素的屏蔽作用或降低纤维素的结晶度,从而增加酶解反应位点,进而提高后续酶解效率[1-3]。小麦秸秆属于农业废弃物,在世界范围内,每年全球产生约5.29亿t,小麦秸秆由纤维素(30%~40%)、半纤维素(20%~25%)和木质素(15%~22%)组成,本身固有的顽固性结构限制了纤维素的酶解,严重影响了生物燃料的转化,其原因主要是因木质素和半纤维素基质是纤维素的障碍,妨碍了酶和纤维素的接触。因此,通过预处理去除木质素或半纤维素是提高多糖产量必不可少的关键步骤[4,5]。

近年来,深度共熔溶剂(DES)预处理木质纤维素受到人们的关注,它是由氢键受体(HBA)和氢键供体(HBD)组成的一类低溶点共晶混合物,DES通常由两到三种廉价的绿色组分组成,通过氢键相互作用形成均一稳定的溶剂体系[6],通常称之为类离子液体(IL)[3,7-9]。随后,DES逐渐成为有机溶剂和传统IL的替代溶剂,并因其独特的性能引起了众多学者的关注。DES不仅保留了IL的优点,蒸汽压低、不易燃烧,且具有制备简单快捷、无需纯化、价格低廉等优势。

如预期的一样,DES在生物质预处理方面具有独特的性能,然而DES预处理尚处于起步阶段。……

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