苯氧乙醇有机酸体系预处理对竹屑酶水解的影响文献综述

 2022-02-14 20:40:33

全文总字数：8101字

木质素的定义

1.1 木质素

生物质中木质素是自然界中总量仅次于纤维素的天然高分子聚合物，主要由三种典型的苯丙烷结构单元通过少量酯键（禾本科植物中木质素的酯键含量较高）、30-40%的碳碳键和 60-70%的醚键连接形成的高度分支和无定形的生物大分子。它连接着纤维素和半纤维素，使得木质纤维原料具有刚性和防水的性能。木质素的结构和组成受植物种类和生长环境影响，阔叶木木质素主要由G、S和少量的H单元构成；针叶木木质素中H结构单元含量高于双子叶植物。木质素中三种结构单元的比例决定了木质素分子中存在的单元键的类型，进而决定了其分支度和反应活性。裸子植物木质素缺少S结构单元，因而通常比富含G/S 结构单元的木质素更具有分支性，它们富含beta;-O-4 芳基醚键，并以阿魏酸化木聚糖与木质素偶联或通过木质素的亲核加成与细胞壁多糖交联，生成醚键的木质素醌-甲酰胺中间体。禾本科植物中含有较丰富的阿魏酸盐和对香豆酸盐。

木质素是一种具有多种官能团的聚合物，它含有脂肪族羟基和酚羟基、羧基、羰基和甲氧基等。在木质纤维素酶水解过程中，木质素制约纤维素酶水解效率主要通过两个途径：一是以物理屏障或化学屏障（木质素-碳水化合物复合物）形式限制纤维素对酶的可及性；二是在酶水解过程中木质素与酶发生非生产性吸附而使酶失活。降低植物纤维原料中木质素的含量不仅可以提高纤维素含量，而且有利于后续的酶水解。[1]

1.2 木质素-碳水化合物复合物

木质素-碳水化合物复合物(LCC)是木质素与碳水化合物通过共价键连接形成的一种化合物，它也是木质纤维原料细胞壁中重要的组成成分。目前，LCC的提取方法主要有水溶剂提取法、有机溶剂提取法和水-有机溶剂联合提取法。利用高温水提取法尽管操作简单，LCC的提取率高，但是纯度较低;利用二甲亚砜或者二甲基甲酰胺有机溶剂提取LCC，虽然得率低，但是纯度高且可代表木质纤维原料中原本LCC的结构；水-有机溶剂联合提取法得到的LCC纯度和得率都高于单纯水抽提法或者有机溶剂抽提法，并且该LCC也能代表原料中原本LCC的结构。[2]

  1. 木质素的提取方法

2.1酸法提取木质素

酸木质素的一般提取方法是：将一定浓度的无机酸加入造纸“黑液”（即造纸工业的碱法制浆工业产生的废水）中，使木质素生成凝胶或絮凝，沉降分离，再用水将滤液中残余的酸液洗净，干燥后即得到酸木质素产品。龚卫华等[3]以麻竹笋笋壳为原料，采用醋酸法提取笋壳木质素。结果表明醋酸 木质素提取的最佳工艺参数为：提取时间80min，液料比20∶1（mL∶g），醋酸体积分数86.95%， HCl添加量6%。此条件下笋壳质素提取率达到73.58%，同时木质素的纯度达到 89.70%。这种提取方法具有良好的抗氧化应用前景。张保平等[4]用硫酸法提取农业废弃物稻草中的木质素，采用的是质量分数72%的硫酸，得到产率9.23%的木质素。而何伟等[5]采用甲酸为溶剂对棉杆木质素进行分离研究，木质素产率最大可达55.7%。王君等[6]以过氧化氢为助剂，采用甲酸代替传统的烧碱制备木质素，木质素脱除率接近90%。

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