不同预处理方法对稻草化学组分和酶解得率的影响

稻草是我国产量极大的木质纤维素代表,将其转化为生物基产品具有重要的意义.因此研究采用水热、NaOH、乙二胺(EDA/Ethanediamine)预处理方式对稻草进行预处理,以打破木质纤维素的生物顽抗性,研究稻草在不同预处理过程中主要组分的迁移规律及酶解得率;通过扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)等分析方法对预处理前后的底物进行微观结构分析,研究其物理形态和化学结构的变化规律.结果表明,水热预处理的选择性去除能力较差,在去除半纤维素的同时会导致较多纤维素组分的损失;NaOH和EDA预处理能够有效去除木质素组分,同时较好的保留纤维素和半纤维素组分;3种预处理方法都能够促进稻草的酶解得率.其中,以20 mL乙二胺负载量,在150℃条件下油浴20 min预处理的稻草酶解得率得到了显著提高(26.2％-99.8％);预处理后,稻草致密的物理结构变得疏松,大量纤维束外露,增加了纤维素与酶的可及性,与半纤维素相连接的乙酰基和木质素因为酯键的断裂而脱除,与木质素相关的吸收峰在碱性预处理中减弱,而在水热预处理中增强,表明碱性预处理能够降低稻草的相对结晶度,同时能够有效去除木质素.