农业机械学报

作者：李骏宝，陆敏生，张海燕，韩鲁佳

单位：中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,

关键词：玉米秸秆;氨纤维膨胀;预处理;酶解;木质素;酚类物质

基金：国家自然科学基金面上项目（31571569）

为了探究氨纤维膨胀（Ammonia fiber expansion，AFEX）预处理产生的酚类物质和木质素暴露程度的变化对酶解的影响，对玉米秸秆（CK）进行了高、低两个温度水平的AFEX预处理（L-AFEX：90℃、5min；H-AFEX：140℃、15min，载氨量和含水率分别为1g/g和60%），对预处理后玉米秸秆的木质纤维成分、酚类物质含量及纤维素、木质素的表面暴露程度的变化进行了系统表征，并分析了这些变化对酶解的影响。研究表明，L-AFEX和H-AFEX预处理将玉米秸秆的酶解葡萄糖得率分别提高至37.57%和74.74%，随着AFEX预处理温度的升高，玉米秸秆中纤维素和半纤维素含量不变，酸溶木质素增多，木质素亲水性增强，减弱了酶解时木质素与纤维素酶间的非生产性吸附，同时产生了更多的酚类物质。AFEX预处理上清液中的酚类物质对纤维素酶水解能力的抑制作用显著，L-AFEX和H-AFEX预处理的抑制率分别为4.10%和10.40%，酚类物质对H-AFEX固体残余物酶解的抑制率为5.06%。AFEX预处理显著增大了纤维素酶可及的表面积，将纤维素表面积从316.08m2/g（CK）增大至430.97m2/g（L-AFEX）和422.27m2/g（H-AFEX），将木质素表面积从293.13m2/g（CK）减小至271.25m2/g（L-AFEX）和215.23m2/g（H-AFEX），使纤维素与木质素表面积的比值从1.08（CK）增大至1.59（L-AFEX）和1.96（H-AFEX），有效降低了木质素对纤维素酶解的空间阻碍，提高了酶解效率。

来源：2021年第1期

《农业机械学报》期刊编辑部

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