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纤维乙醇作为可替代石油资源的生物质能源,受到了广泛地关注。本文采用一种新型的生物质原料——水稻脆性秸秆作研究对象来发酵产乙醇,试图找到新的秸秆利用途径。以普通秸秆作为对照,分析了普通秸秆和脆性秸秆的结构组成,对比了两种秸秆在酸碱预处理后还原糖及预处理副产物的组分差别,进一步研究了预处理副产物对大肠杆菌发酵产乙醇的毒害,最后对脆性秸秆发酵产乙醇的条件和工艺进行了优化。对稻脆性秸秆(编号2006C28,选育自扬稻6号,Oryza sative.L)组分分析发现,相比于普通秸秆,脆性秸秆纤维素含量降低了15%,半纤维素和木质素含量分别提高了17%和5%。采用2.0%H2SO4(w/v)处理两种秸秆,脆性秸秆的总还原糖产率高出普通秸秆13%,葡萄糖和木糖产率分别是普通秸秆的1.38和1.06倍,阿拉伯糖产率则无明显差异。主要的酸水解副产物除了甲酸外,两种秸秆产生的乙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛(5-HMF)无显著差异。采用最佳酸碱预处理及酶水解条件对酸处理后材料加入纤维素酶进行水解,结果每克脆性秸秆得到的总还原糖量为541.2±8.0mg,比普通秸秆高出41.9mg。同时脆性秸秆的葡萄糖产量和木糖产量分别高出普通秸秆的12%和24%,阿拉伯糖则无显著差异。扫描电镜观察材料的表面形态结果表明,脆性秸秆细胞破坏程度更大。进一步探讨秸秆水解副产物组分对Escherichia coli SZ470发酵的影响,研究结果表明1.2g/L乙酸和3.0g/L邻苯二酚在其单独存在时均能100%抑制Escherichia coli SZ470细胞生长;糠醛对菌体的生长抑制作用在其浓度为1.2g/L达最大。响应面分析的结果显示乙酸和糠醛组合对大肠杆菌的菌体生长及乙醇产量有显著的协同促进作用,而糠醛与邻苯二酚共同存在时对乙醇得率有显著的协同抑制作用。利用脆性秸秆水解液发酵产乙醇的最优条件是5%接种量,35℃及初始pH6.5。分步糖化发酵的结果表明脆性秸秆乙醇产量为12.94±0.60g/L,高出普通秸秆(10.06±0.59g/L)29%。两种秸秆经同步糖化发酵96h后,脆性秸秆的乙醇得率是普通秸秆的1.25倍。