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文檔簡介
1、利用木質(zhì)纖維轉(zhuǎn)化生產(chǎn)燃料乙醇是解決能源問題的有效途徑之一。目前,木質(zhì)纖維轉(zhuǎn)化生產(chǎn)燃料乙醇的技術(shù)難點之一是如何有效去除木質(zhì)素,以提高纖維素轉(zhuǎn)化效率。
根據(jù)木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性特點,本論文研究探討將葉綠體光反應(yīng)系統(tǒng)的高度氧化活性和光能高效利用機制用于木質(zhì)素氧化降解的可行性和工藝條件,尋找新的木質(zhì)素降解方法,并初步探討其作用機制。首先,從植物光合作用組織中分離光反應(yīng)酶系統(tǒng),觀察其對木質(zhì)素的降解作用,并對其作用條件進行優(yōu)化。然后,
2、在其優(yōu)化作用條件下,考察某些金屬離子、小分子物質(zhì)、光照等因素對光反應(yīng)酶系統(tǒng)降解木質(zhì)素效率的影響,分析探討其作用機制;最后,對光反應(yīng)酶與漆酶、H2O2、TiO2等化學物質(zhì)聯(lián)合降解木質(zhì)素的效率進行分析比較。結(jié)果表明:
(1)植物光反應(yīng)酶系統(tǒng)可有效降解木纖維中的木質(zhì)素,其降解作用的適宜條件為pH6.0、45℃,光促降解3h,每1mg酶蛋白作用于1.50g構(gòu)樹木纖維,木質(zhì)素降解率為24.02%,殘渣纖維素溶出量92.65mg/g;
3、光反應(yīng)酶對木質(zhì)素的降解需要光照,同樣條件下,暗處木質(zhì)素降解率為9.57%,殘渣纖維素溶出量23.67mg/g,7月正午日光照射下,木質(zhì)素的降解率可達27.80%,殘渣纖維素溶出量104.4mg/g,分別是無光照時的2.9倍和4.4倍。與漆酶比較,木質(zhì)素降解率和殘渣纖維素溶出量分別高出60.2%和64.9%;但光反應(yīng)酶對木質(zhì)素的降解作用似乎沒有選擇性,在其適宜作用條件下,原料還原糖損失量達23.39mg/g原料,且隨木質(zhì)素降解率提高而增加
4、,正午日光光照下,原料還原糖損失量達28.96mg/g原料。
(2)Mg2+、Fe2+、愈創(chuàng)木酚、苯酚和吐溫80對構(gòu)樹木纖維中木質(zhì)素的光促酶降解均有一定的促進作用,終濃度為0.1mmol·L-1的Mg2+、Fe2+、愈創(chuàng)木酚、苯酚和0.1%的吐溫80對光反應(yīng)酶降解木質(zhì)素效率分別提高12.86%、9.83%、11.69%、21.69%和23.98%,殘渣纖維素溶出量分別提高18.8%、5.85%、23.15%、7.18%和2
5、6.82%,原料還原糖損失量分別提高13.3%、3.76%、10.0%、5.99%和27.15%。
(3)漆酶對光反應(yīng)酶的降解具有明顯的促進作用,漆酶-光反應(yīng)酶聯(lián)合處理時木質(zhì)素降解率為51.56%,顯著高出兩種酶單獨作用的降解效率,也明顯高出光反應(yīng)酶-漆酶聯(lián)合處理時的降解率40.03%,光反應(yīng)酶-雙氧水-Cu2+聯(lián)合處理時木質(zhì)素降解率為47.46%,高出二者單獨作用時的降解效率。聯(lián)合處理對殘渣纖維素的溶出也明顯的促進作用。
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