NaOH預處理小麥秸稈對纖維素酶水解的影響

摘要：以小麥秸稈為底物，對不同NaOH預處理條件下小麥秸稈的纖維素酶水解效率進行了研究，考察因子包括NaOH質(zhì)量分數(shù)、小麥秸稈固體含量、預處理時間，同時利用掃描電子顯微鏡（SEM）分析了酶水解過程中小麥秸稈的結構變化。結果表明，在NaOH質(zhì)量分數(shù)為1.00%、小麥秸稈固體含量為0.050 g/mL、預處理時間為60 min時，小麥秸稈的糖化效率最高，總還原糖的產(chǎn)率達到86.61%，較未處理時產(chǎn)率提升74.60個百分點。利用最佳預處理條件下的小麥秸稈進行同步糖化發(fā)酵，其乙醇產(chǎn)率達到71.70%，較未處理時產(chǎn)率提升49.30個百分點。

關鍵詞：小麥秸稈；糖化發(fā)酵；NaOH預處理

中圖分類號：TQ353 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）18-4355-04

第二代生物質(zhì)乙醇是利用不同的原料如木材、農(nóng)業(yè)或者森林廢棄物來生產(chǎn)，纖維素乙醇作為一種重要的可再生能源，具有能夠支撐全球能源消耗20%～100%的潛力。在纖維素乙醇的生產(chǎn)過程中非常重要的一步就是將半纖維素和纖維素水解為單糖，目前最具發(fā)展前景的水解方法為纖維素酶水解。為了使纖維素酶能夠與纖維素有效接觸，需要在水解之前對木質(zhì)纖維素材料進行預處理，解除木質(zhì)素、半纖維素等對纖維素的保護作用，同時破壞纖維素的結晶結構，增加其比表面積[1]，從而提高纖維素的水解糖化效率。

NaOH溶液的潤漲處理是發(fā)現(xiàn)最早、應用最廣的預處理手段之一，其處理溫度和壓力都低于其他預處理手段[2]。NaOH預處理打開了交聯(lián)木質(zhì)素和木聚糖的酯鍵，能夠部分溶解原料中的木質(zhì)素、半纖維素，降低纖維素的結晶度，同時增大了木質(zhì)素材料的比表面積，能夠得到較高的酶解糖化率，是一種較為有效的預處理方法[3]?！?br>