响应面法微波预处理稻草秸秆产还原性糖的优化研究

刘海臣，刘 猛，郑其鑫

（1.中国矿业大学 化工学院,江苏 徐州 221116;2.陕煤集团铜川矿业公司，陕西 铜川 727000）

人类面临着能源危机和环境污染危机的双重挑战，如能将大量的农业废弃物转化成可发酵糖进而制备纤维素乙醇意义重大。由于秸秆结构复杂，纤维素被木质素和半纤维素紧紧包围，具有高结晶度和难溶性等特点，这使其与催化剂或酶的接触困难，不易水解。需要适当的预处理方法来解决秸秆纤维素不易水解的难题，当前文献报道的多数预处理方法成本偏高，且有可能造成二次污染[1-8]。

以稻草秸秆为原料，从机械粉碎、微波处理等方面研究了预处理对稻草粉酶解的影响。由于微波加热时间与微波功率之间交互影响较大[9-10]，故采用响应面分析法来确定微波预处理方法下的最优条件，为稻草粉预处理提供了一个新的研究方向。其中微波预处理是本研究的重点，该法与蒸汽爆破法及酸碱法相比具有节能环保，生产效率高的优点[11-15]。

1 材料与方法

1.1 实验材料

稻草秸秆：取自中国矿业大学文昌校区附近农家，经烘干粉碎筛分后测量主要成分为纤维素35.4%，半纤维素25.6%，木质素12.8%，灰分13.2%，其他组分13.0%，与其均值相差不大。

纤维素酶：活力单位15000U/g，国药集团化学试剂有限公司提供。

1.2 实验方法

1.2.1 还原糖浓度的测定方法

还原糖浓度的测定：从不同预处理方法处理过的稻草粉样品中，分别称取0.05g样品，加入试管中，然后依次加入2.5mL酶活单位为30U/mL的纤维素酶溶液和2.5mL柠檬酸柠檬酸钠缓冲液。……