1 材料與方法
1. 1 試驗材料、主要儀器及試劑
小麥秸稈采自河北省滄州市滄縣。纖維素酶( 19. 89 FPU /mL) 由湖南尤特爾生化有限公司友情 提供。 主要儀器: 臺式連續(xù)投料粉碎機( DF - 15) ,購 自溫嶺市林大機械有限公司; 電子天平( FA2004) 、 分析天平( JH1102) 、pH 計( PHSJ - 4A) 等,均購自 上海精密科學儀器有限公司; 水分儀( MJ33) ,購自 梅特勒 - 托利多; 蒸汽爆破設備( QBS - 200B) ,購 自鶴壁市正道生物能源有限公司; 搖床( ZWYR - D2401) ,購自上海智城分析儀器制造有限公司; 真 空泵[SHZ - D( Ⅲ) ],購自鞏義市予華儀器有限責任公司; 紅外激光成像系統(tǒng)( Odyssey) ,購自 美 國 LI - COR 公司; 電熱鼓風干燥箱( DH - 101) 、電熱 恒溫干燥箱( DH - 204) ,均購自天津市中環(huán)實驗電 爐有限公司; 高速冷凍離心機( CR22G) ,購自日本 日立公司; 臺式高速離心機( TGL - 16G) ,購自上海 醫(yī)用分析儀器廠; 恒溫水浴鍋( HH - 2) ,購自常州 市凱航儀器有限公司; 掃描電鏡( JSM - 6360) ,購自 日本電子株式會社( JEOL) 。
1. 2 試驗方法
小麥秸稈剪切至 2 ~ 3 cm 長的小段,備用。蒸汽爆破設備為 5 L 的反應 釜,每次加入秸稈 200 g,設定處理時間為 6 min,處 理壓力為 2. 2 MPa。蒸汽爆破后收集物料用去離子 水清洗至中性,晾干粉碎過 40 目篩,4 ℃保存。將經(jīng)預處理的小麥秸稈粉末加入到 100 mL 的三角瓶中,加入 pH 值為 4. 8 的檸檬酸鈉 緩沖液,反應條件為 50 ℃、220 r /min 振蕩培養(yǎng)( 本 研究中除非特定說明,反應體系、葡聚糖添加量、纖 維素酶添加量分別為 20 g、10% 、10 FPU /g 葡 聚 糖) 。 酶 解 反 應 120 h,反 應 結(jié) 束 后,4 ℃、 12 000 r /min 離心 10 min。
2 結(jié)果與分析
多次稱量可知,固體平均回收率為 39. 47% ,根 據(jù)表 2 計算得出,葡聚糖回收率為 76. 21% ,木聚糖 回收率為 19. 70% ,木質(zhì)素回收率為 53. 37% ,說明 汽爆預處理小麥秸稈( SEPW) 能夠去除大量半纖維 素及木質(zhì)素,并對纖維素有一定的破壞作用。在蒸 汽爆破預處理后,小麥秸稈的微觀結(jié)構(gòu)有了較大的 變化,致密的物理結(jié)構(gòu)消失,結(jié)構(gòu)變得疏松,纖維呈 無規(guī)則排列,說明蒸 汽爆破破壞了纖維素鏈之間的氫鍵網(wǎng)絡,使纖維素 鏈呈散亂排列。
3 討論與結(jié)論
小麥秸稈經(jīng)過蒸汽爆破預處理后,化學成分發(fā)生變化,纖維素及木質(zhì)素的含量升高, 半纖維素的含量降低。小麥秸稈致密的物理結(jié)構(gòu) 消失,結(jié)構(gòu)疏松,纖維呈無規(guī)則排列,細胞內(nèi)部纖維外露。
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