论文部分内容阅读
半纤维素在生物质中的含量仅次于纤维素。和纤维素不同,半纤维素的结构组成非常复杂并且在不同的植物或细胞种类中差异很大。根据现有的细胞壁模型,半纤维素和木质素共同形成一层包裹在纤维素表面的基质,以维持细胞壁的结构。当希望高效降解并转化纤维素为生物燃料时,对半纤维素进行有效的预处理就显得非常必要。本论文以生物质的高效降解转化为出发点,研究了从芒草及水稻中提取的半纤维素的结构和组成。1、碱溶性半纤维素、碱不溶性半纤维素的单糖组成和含量分析。结果显示,4.0mol/L KOH能提取80%的半纤维素,剩余的20%半纤维素通过与纤维素等的共同作用使4.0mol/L KOH无法提取。研究证实半纤维素组成在这两个物种间差异很大：芒草中碱溶性半纤维素的含量是水稻中碱溶性半纤维素含量的1.56倍。而碱溶性半纤维素与碱不溶性半纤维素的单糖组成在水稻和芒草中均存在显著差异,半纤维素主要骨架单糖木糖在碱溶性半纤维素中的百分比含量为85%.在碱不溶性半纤维素中木糖的百分比含量为70%。由此可知,碱不溶半纤维素的支链要多于碱溶性的半纤维素。2、4.0mol/L KOH处理后秸秆残渣的酶解。结果显示,4.0mol/L KOH处理后,秸秆残渣的纤维素复合酶酶解效率和半纤维素中木糖的百分比含量呈负相关,说明半纤维素多糖的支链越少,4.0mol/L KOH处理后的秸秆残渣的纤维素复合酶酶解效率越低。3、秸秆残渣中纤维素结晶度的测定。通过X-ray测定秸秆残渣中纤维素的结晶度。结果显示,4.0mol/L KOH处理后纤维素的结晶度与半纤维素中木糖的百分比含量呈正相关,说明半纤维素多糖的支链越少,纤维素的结晶度越高,即半纤维素通过支链多糖和纤维素产生连接,且这种连接影响到了纤维素的结晶度。说明半纤维素的支链已插入纤维素晶体内部。4、秸秆残渣中木质素单体组成的测定。通过HPLC测定秸秆残渣中木质素的单体组成。结果显示H、G、S三种木质素单体含量的变化趋势与秸秆残渣的纤维素复合酶酶解效率及纤维素晶体度的变化趋势并不一致。由此认为,木质素单体含量的变化并不影响秸秆残渣的纤维素复合酶酶解效率及纤维素结晶度。进一步确认了半纤维素结构对纤维素结晶度及秸秆残渣的酶解效率的影响。