细胞壁非纤维素多糖组成对甜菜渣纤维素可利用性的影响

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生物质能源的发展有效缓解了化石能源枯竭与环境污染等问题。纤维素乙醇是一种新型生物质能源,可用以替代传统化石能源。甜菜渣具有产量大、木质素含量低、易于收集等优点,是生产纤维素乙醇的理想原材料。实验室前期建立了基于不同温度的甜菜渣氨水预处理技术,提高了纤维素酶解效率。但是氨水预处理对于甜菜渣细胞壁多糖组成,及其对酶解与发酵效率的影响仍不明确。本论文基于酶联吸附免疫的手段建立了细胞壁多糖组成及含量的分析方法,分析甜菜渣细胞壁多糖组成特点;表征氨水预处理对甜菜渣细胞壁多糖组成与物理结构的影响,探究甜菜渣细胞壁物理结构变化与细胞壁多糖含量变化间的联系;以还原糖产量和乙醇发酵量为指标,考察细胞壁多糖组成对甜菜渣纤维素可利用性的影响;最后,研究漆酶去除酚类物质,促进乙醇发酵的可行性。主要结果如下。(1)甜菜渣细胞壁非纤维素多糖含量最高的是半乳糖醛酸聚糖骨架,鼠李糖半乳糖醛酸含量次之;氨水预处理主要去除以鼠李糖半乳糖醛酸为代表的果胶多糖和以岩藻糖基木聚糖、木聚糖-2为代表的半纤维素多糖。(2)氨水预处理破坏甜菜渣细胞壁物理结构,表现为持水力、溶胀力、持油力、溶解性和结晶度上升。(3)随着鼠李糖半乳糖醛酸、岩藻糖基木聚糖和木聚糖-2含量的减少,纤维素可利用性增加,还原糖产量与乙醇产率逐渐增加,最高达到442.67 mg/g和59.44%。表明鼠李糖半乳糖醛酸、岩藻糖基木聚糖和木聚糖-2是甜菜渣纤维素高效利用的主要抑制因子。(4)漆酶能够显著去除发酵液中的酚类化合物。酚类化合物的含量下降了19.28%。还原糖和乙醇产率进一步提高,达到490.87 mg/g和71.09%。
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