離子液體提取的甘蔗渣纖維素酶解糖化的研究.pdf

1、纖維素是世界上含量最為豐富的自然資源之一，充分利用纖維素資源制備生物基化學(xué)品意義重大。目前，離子液體應(yīng)用于纖維素的研究主要集中在離子液體對(duì)纖維素的溶解以及纖維素的兩步法酶解等方面，但是兩步法酶解過(guò)程存在操作步驟繁瑣，再生試劑的污染等缺點(diǎn)。采用原位酶解有效地克服這些問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)纖維素材料更加有效地利用。
　　本研究首先采用簡(jiǎn)單的合成方法制備氯鹽類(lèi)([Bmim]Cl)、磷酸酯類(lèi)([Emim]DEP)及醋酸類(lèi)([Emim]Ac)三種咪唑類(lèi)

2、離子液體，利用FT-IR，1H-NMR對(duì)合成的離子液體進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并考察三種離子液體的物理化學(xué)性質(zhì)。通過(guò)微波輔助加熱的方式使甘蔗渣纖維素溶解在三種離子液體中，研究不同種類(lèi)離子液體對(duì)纖維素溶解能力的差異，并比較三種離子液體對(duì)纖維素酶活力的影響。之后分別對(duì)三種離子液體溶解再生前后的纖維素進(jìn)行FT-IR、XRD、SEM、TGA表征。然后通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)對(duì)溶解工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，考察剪切次數(shù)對(duì)酶解轉(zhuǎn)化率的影響，確定最佳的預(yù)處理?xiàng)l件。并通過(guò)平

3、均粒徑和分子量測(cè)定、XRD、TEM等分析測(cè)試手段對(duì)纖維素的超分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。最后通過(guò)對(duì)原位酶解反應(yīng)體系的主要影響因素進(jìn)行優(yōu)化，確定最佳的酶解反應(yīng)條件。在此基礎(chǔ)上，利用中性氧化鋁柱層析對(duì)甘蔗渣纖維素原位酶解產(chǎn)物進(jìn)行分離，并比較回收前后離子液體結(jié)構(gòu)及其纖維素溶解性的變化。
　　結(jié)果表明:(1)通過(guò)比較三種離子液體，篩選出兼具良好的纖維素溶解能力又對(duì)纖維素酶具有較好的相容性的離子液體[Emim]DEP。對(duì)溶解再生前后纖維素結(jié)構(gòu)表征結(jié)果

4、表明經(jīng)離子液體處理后纖維素的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，更利于后續(xù)的纖維素酶解轉(zhuǎn)化。(2)最佳的均相納米化預(yù)處理?xiàng)l件:在溫度110℃、微波功率400W、甘蔗渣纖維素濃度為1％的條件下溶解形成均相溶液，制備的均相溶液再經(jīng)高壓均質(zhì)處理20次，在此條件下纖維素酶解率最高。對(duì)纖維素超分子結(jié)構(gòu)分析表明，經(jīng)均相納米化預(yù)處理前后纖維素的粒徑、結(jié)晶指數(shù)和分子量發(fā)生變化，更易于酶解糖化，從而使酶解率提高。(3)最佳的酶解反應(yīng)條件:即離子液體濃度為7.5％，反應(yīng)溫度50