芒草细胞壁结构与纤维乙醇产率关系的研究

芒草细胞壁结构与纤维乙醇产率关系的研究

论文摘要

纤维素是植物细胞壁的主要成分,是重要的能源储备物质。而植物秸秆含有大量纤维素,是一种丰富可再生的资源。但由于植物细胞壁结构的复杂性,利用植物秸秆生产纤维乙醇的成本高。本研究以芒、五节芒、荻和南荻四利芒草的秸秆为研究对象分析植物秸秆细胞壁结构、秸秆降解效率和糖醇转化率,试图阐明植物细胞壁结构与秸秆降解和糖醇转化的关系,进而为探索纤维乙醇的工业生产提供理论依据。主要结果如下:1.芒、五节芒、荻和南荻四种芒草的半纤维素含量无显著差异P>0.05;荻和南荻的纤维素含量约为34.00%略高于芒和五节芒的29.00%,而荻和南荻的纤维素含量无显著差异P>0.05,芒和五节芒无显著差异P>0.05;荻和南荻的木质素含量较接近,分别为28.20%和29.02%,但高于芒和五节芒的木质素含量,分别为24.78%和22.31%。2.纤维素和木质素的含量越高,1.00%NaOH和1.00%H2SO4预处理后糖醇转化率均越低。即纤维素和木质素对纤维乙醇发酵有抑制作用,其中晶体纤维素和酸不溶木质素起主要作用。3.木质素衍生物酚类物质对纤维乙醇产率的抑制作用大于纤维素和半纤维素衍生物呋喃类衍生物。4. NaOH (1.00%)预处理相比H2SO4(1.00%)预处理更有利于纤维素的酶解,但不利于纤维乙醇发酵。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 缩略语表
  • 1 文献综述
  • 1.1 生物质能现状
  • 1.1.1 生物质能发展的意义
  • 1.1.2 生物质能发展所面临的挑战
  • 1.2 植物细胞壁结构
  • 1.2.1 纤维素
  • 1.2.2 半纤维素
  • 1.2.3 木质素
  • 1.3 纤维乙醇发酵
  • 1.3.1 植物秸秆预处理方法
  • 1.3.1.1 物理预处理方法
  • 1.3.1.2 化学预处理方法
  • 1.3.1.3 生物预处理方法
  • 1.3.2 发酵抑制物
  • 1.3.3 纤维乙醇发酵研究进展
  • 1.4 能源植物芒草
  • 1.5 本研究的目的及意义
  • 2 材料与方法
  • 2.1 实验材料
  • 2.1.1 芒草秸秆
  • 2.1.2 发酵菌种
  • 2.1.3 实验试剂
  • 2.1.4 仪器设备
  • 2.2 实验方法
  • 2.2.1 芒草秸秆成分提取方法
  • 2.2.2 提取液的五碳糖、六碳糖和糖醛酸的测定方法
  • 2.2.2.1 六碳糖的测定方法
  • 2.2.2.2 五碳糖的测定方法
  • 2.2.2.3 糖醛酸的测定方法
  • 2.2.3 GC-MS分析半纤维素和非晶体纤维素的方法
  • 2.2.4 芒草秸秆木质素测定方法
  • 2.2.5 芒草木质素单体分析方法
  • 2.2.6 芒草秸秆发酵方法
  • 2.2.7 测定发酵液乙醇的方法
  • 3 结果与分析
  • 3.1 芒草细胞壁组成分析
  • 3.1.1 四种芒草细胞壁组成分析
  • 3.1.2 四种芒草细胞壁组成比较
  • 3.2 秸秆降解效率分析
  • 3.2.1 NaOH(1.00%)预处理及酶解效率分析
  • 2SO4(1.00%)预处理及酶解效率分析'>3.2.2 H2SO4(1.00%)预处理及酶解效率分析
  • 2SO4(1.00%)预处理对芒草秸秆酶解效率的影响'>3.2.3 NaOH(1.00%)和H2SO4(1.00%)预处理对芒草秸秆酶解效率的影响
  • 3.3 芒草细胞壁组成对纤维乙醇产率的影响
  • 3.3.1 NaOH(1.00%)糖醇转化率与细胞壁组成的关系分析
  • 2SO4(1.00%)糖醇转化率与细胞壁组成的关系分析'>3.3.2 H2SO4(1.00%)糖醇转化率与细胞壁组成的关系分析
  • 3.3.3 五节芒的细胞壁组成精细结构与纤维乙醇产率的关系
  • 2SO4(1.00%)预处理对芒草秸秆纤维乙醇产率的影响'>3.4 NaOH(1.00%)和H2SO4(1.00%)预处理对芒草秸秆纤维乙醇产率的影响
  • 3.5 芒草秸秆对纤维乙醇发酵的促进作用
  • 4 讨论
  • 4.1 半纤维素与纤维乙醇产率
  • 2SO4(1.00%)预处理影响纤维乙醇产率的原因'>4.2 NaOH(1.00%)和H2SO4(1.00%)预处理影响纤维乙醇产率的原因
  • 4.3 细胞壁成份衍生物对纤维乙醇发酵抑制作用比较
  • 4.4 总结
  • 4.5 展望
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 相关论文文献

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