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，但是兩步法酶解過程存在操作步驟繁瑣，再生試劑的污染等缺點。采用原位酶解有效地克服這些問題，實現(xiàn)纖維素材料更加有效地利用。
　　本研究首先采用簡單的合成方法制備氯鹽類([Bmim]Cl)、磷酸酯類([Emim]DEP)及醋酸類([Emim]Ac)三種咪唑類

2、離子液體，利用FT-IR，1H-NMR對合成的離子液體進行結(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，研究不同種類離子液體對纖維素溶解能力的差異，并比較三種離子液體對纖維素酶活力的影響。之后分別對三種離子液體溶解再生前后的纖維素進行FT-IR、XRD、SEM、TGA表征。然后通過單因素和正交試驗對溶解工藝參數(shù)進行優(yōu)化，考察剪切次數(shù)對酶解轉(zhuǎn)化率的影響，確定最佳的預(yù)處理條件。并通過平

3、均粒徑和分子量測定、XRD、TEM等分析測試手段對纖維素的超分子結(jié)構(gòu)進行表征。最后通過對原位酶解反應(yīng)體系的主要影響因素進行優(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甘蔗渣纖維素原位酶解產(chǎn)物進行分離，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纖維素酶具有較好的相容性的離子液體[Emim]DEP。對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)處理條件: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