PDF《液氨和过氧化氢预处理对稻草酶解效果的影响机制》

252 U/mL. 1.2 试验方法 试验分析的方法参照美国的国家可再生能源实验室 (national renewable energy laboratory,NREL)制订的试 验规程(laboratory analytical procedure,LAP) ,其中酶解 反应量由原

10 改为

15 mL, 酶添加量由原来

60 FPU/g 改为15 FPU/g,详见文献[1]. 1.2.1 组分含量测定 试验原料中碳水化合物组分由 LAP002 方法测定, 酸 不溶性木质素(Klason 木质素)由LAP003 方法测定, 详见文献[1] .LAP002 和LAP003 采用二步酸解法,在一 次试验中完成. 酸水解的具体步骤是用分析天平 (AL204, Mettler Toledo) 先准确称量已知含水率并去除抽提物的生 物质原料 0.3 g(干基) ,加入质量分数 72%硫酸

3 mL, 在30 ℃水浴中保持

2 h,加去离子水

84 mL(稀释至质 量分数 4%硫酸) ,放入灭菌锅中

121 ℃保持

1 h.经真空 过滤后将滤纸上的固形物烘干至恒定质量.用HPLC 法 (色谱分析柱为美国 Bio-Rad 生产的 AminexHPX-87H 醇 酸柱)测定各种单糖的浓度,并计算出葡聚糖(纤维素)、 木聚糖、阿拉伯聚糖等含量,由滤纸上的固形物经灰分 分析后确定不溶性木质素含量.灰分按照方法 LAP005[1] 测定,先测出试验原料的含水率,称1g左右放入已测质 量的有盖陶瓷坩锅中,置入箱式电阻炉中程序缓慢升温, 约2h升至(575±1)℃,保持此温度

4 h 后,冷却至

105 ℃左右移入干燥器,待冷却至室温后称取质量,计算出 灰分含量. 1.2.2 HP 预处理 将已知水分的生物质原料与 30%的H2O2 水溶液按不 同质量比例(0:

1、0.5:

1、0.75:

1、1:

1、1.5:1 和2:1)混合, 搅拌均匀,将混合材料装入蓝盖玻璃瓶中(盖紧瓶盖) , 再将其分别加热至

60 和120 ℃,各保温

60 min, 处理后 的原料置于

40 ℃的烘箱中干燥.60 ℃预处理采用水浴 法加热,120 ℃预处理采用灭菌锅加热.处理后的原料 经干燥后称量其质量并测定含水率,计算预处理后原料 得率,再将处理后的原料放入-20 ℃的冰箱冷藏备用.部 分样品进行酸解试验,分析聚糖损失和木质素降解量. 过氧化氢预处理优化的工艺参数选择有:预处理温度、 驻留时间、生物质原料与 H2O2 质量比例等. 1.2.3 LAT 预处理 称取已知含水率的生物质原料,干燥至含水率为 15%,搅拌均匀后放入改装过的反应釜(GCF- 1L20/350, 大连自控设备厂)中,并将反应釜抽真空;

将液氨注入 称量小钢瓶,称量并确定本次试验用量,加热小钢瓶至

50 ℃左右(提升氨的压力) ,然后将氨注入反应釜中;

加热反应釜至设定的温度,保留一定时间,快速冷却反 应釜并释放氨气.取出处理后的原料置于通风柜中室温 干燥

12 h.干燥后测量其质量和含水率,计算预处理后 原料得率,再将处理后的原料放入C20 ℃的冰箱冷藏备 用,部分原料进行酸解试验确定聚糖损失和木质素移除 率.LAT 预处理优化的工艺参数选择有:预处理的温度、 驻留时间、含水率、以及生物质与液氨的比例等[28] . 1.2.4 酶水解 酶水解试验按照 LAP009 规程:用分析天平称取 0.15 g 葡聚糖当量(1%的葡聚糖底物浓度)的原料放入

20 mL 的酶解瓶 (预处理后原料的葡聚糖含量参照未预处 理原料) ,然后加入蒸馏水、柠檬酸钠缓冲溶液(平衡后 pH 值为 4.8) 、 抗生素 (四环素和环己酰亚胺) , 预混合

1 h 左右再添加纤维素酶、β-葡萄糖苷酶.纤维素酶的添加量 为15 FPU/g、β-葡萄糖苷酶