低共熔溶剂（DES）预处理对竹屑酶水解的影响文献综述

 2022-01-26 20:43:11

全文总字数：9014字

低共熔溶剂（DES）预处理对竹屑酶水解的影响——开题报告

摘要：我国素来是竹子大国，是全世界竹林覆盖最广的国家之一，据第八次森林资源调查结果, 中国现有人工经营的竹林面积为600多万平方米,并且以年均15万平方米以上的速度快速增长[1]，近年来，竹子的加工利用越来越多，却有很多竹子加工废弃物无法完全利用。低熔溶剂作为一种溶解木质素能力强、绿色清洁的生物质预处理溶剂[2]，本实验采取不同摩尔比的氯化胆碱乳酸低共熔溶剂在不同温度下对竹屑进行预处理，探究不同条件下预处理物料酶水解性能的变化。

关键词：低共熔溶剂；竹屑；木质素；预处理；酶解；

  1. 前言

煤炭、石油、天然气是当今全世界主要使用的能源，为人类生活提供了主要的能源和动力， 提高了全世界的人类的生活水平，给人类生活带来了不少的便利和方便。但是，随着人类的不加节制的使用，化石资源开始变得匮乏，而且使用化石资源也给地球的环境带来了难以处理的环境问题。人类开始寻找可以替代化石资源的新型能源，人们把眼光投入木质纤维材料的利用。植物通过光合作用累计：糖类、油脂及木质纤维资源[3]。木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源, 主要来自于农业和林业废弃物,竹材富含木质纤维素，资源分布广泛，是生产纤维素燃料乙醇的潜在原料。竹子具有独特的生长特性, 生态环境保护功能和经济价值, 被公认为环保和可再生循环利用的资源库和能源库, 已被广泛应用于建筑、桥梁、家具、汽车和许多日用品等各个领域, 然而如今对竹资源进行加工后，却会造成不少的竹加工废弃物，如果加以利用，又会是一笔宝贵的财富。中国是世界上竹子分布最广的地区之一, 中国的竹种和竹林面积约占世界的1/3， 据统计, 中国有40多种竹子, 竹林面积超过600万平方米。竹子是一种木质化的多年生禾本科植物,生长发育独特,具有独特的地下根鞕系统和快速的更新繁殖能力,高径生长快速完成,是一种特殊的生态植被类型,其生物学特性明显有别于作物和林木。竹材直径小、壁薄、中空,木质素、纤维素组成特殊,易分离、易液化、相溶性好,其物理、化学性能有别于其他木材[4]。竹屑作为一种竹加工剩余物，也同样可以广泛被应用于建筑材料等领域，是一种很好的木质纤维原料。

竹屑富含纤维素(39%~45%)、半纤维素(20%~30%)和木质素(22%~31% )[5]。纤维素是由beta;-D-葡萄糖通过beta;-1, 4-糖苷键结合起来形成的链状高聚物，性质比较稳定。葡萄糖单体通过重复单元形成纤维二糖结构[6]，大约30~50个葡聚糖长链通过氢键连接, 聚合在一起形成直径为3 nm~5 nm的纤维素微原纤维结构[7]， 并以束状的形式相连接。这种特殊而复杂的结构使得纤维素对生物和化学处理有着顽固的抵抗力。半纤维素是由己糖、戊糖残基组成的支链杂多糖。可以携带乙酰基[8]。水解后产物有己糖、戊糖和少量糖醛酸。木质素是由苯基丙烷通过醚键和碳-碳键以非线性和随机的方式, 连接形成的三维空间结构, 属于芳香族类聚合物, 通过化学键与半纤维素和纤维素相连[9]。木质素能够为植物提供结构支撑作用，这也是植物细胞壁中最顽抗的部分。木质素比例越高，对化学和酶降解的抗性就越强。

尽管木质纤维素富含大量可利用的资源，但是至今其利用率极低，原因主要是木质纤维素结合过于紧密，很难轻松分离，需要进行预处理，才能高效更大资源化利用木质纤维资源。木质素通过共价键、氢键和半纤维素相互作用包裹纤维素, 纤维素结晶区整齐排列形成复杂的分子内与分子间氢键网络, 木质素及其他小分子物质引起纤维素酶的无效吸附[10]。上述因素构成了木质纤维素生物质的天然抗降解屏障。成为其资源化利用的主要瓶颈。对原料进行预处理，是为了打破纤维素、半纤维及木质素之间的紧密连接，去除木质素，降低纤维素结晶度使其适于酶解。现如今，生物质的预处理方法主要高温高压爆破、酸碱处理等物理化学过程[11]。这些方法中大多成本较高，耗时偏长，对设备仪器的要求较高。本实验采取的低共熔试剂是一类作为一种新兴的绿色溶剂，低共熔溶剂（DES），因具有价格低、无毒、生物可降解等优势[12]，在生物质转化和绿色化学领域有着广阔的应用前景。

而木质纤维素的资源利用中关键的一步是其酶解性能，探究经过预处理后的竹屑的酶解性能，研究竹屑预处理的效果。纤维素酶是一类能水解纤维素成简单糖的复合酶，它主要包括葡聚糖内切酶（EG）、葡聚糖外切酶（CBH）和beta;-葡萄糖苷酶（BG）。纤维素酶广泛应用于食品、饲料、轻工和生物能源产业中。发酵生产酶系全、酶活高的纤维素酶，且控制纤维素酶的生产成本一直是相关研究者的目标之一，进行预处理是有效降低成本的一大方式。

2国内外研究概况

剩余内容已隐藏，您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容！立即支付

以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。

您可能感兴趣的文章