磷酸预处理对小麦秸秆酶解糖化的影响

曾青兰

摘要：为提高小麦秸秆木质纤维素的能源化利用效率，在常压温和条件下用磷酸对小麦秸秆进行预处理，研究了预处理秸秆颗粒度、固液比、温度、时间对小麦秸秆酶解糖化率的影响，并用扫描式电镜分析了预处理前后小麦秸秆结构的变化。结果表明，在小麦秸秆颗粒度６０目、固液比１．０∶８．５、温度７０ ℃、处理时间１．０ ｈ的预处理条件下，小麦秸秆酶解糖化率50 min时从２５．４％（未预处理）提高到７０．３％（预处理）。ＳＥＭ分析表明，经磷酸预处理后小麦秸秆崩解为碎片，为后续的酶解糖化提供了良好的条件。

关键词：小麦秸秆；磷酸预处理；酶解糖化

中图分类号：Ｓ２１６．２；Ｘ７１２文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０12）15－3311-04

Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ Ａｃｉｄ Ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ Ｅｎｚｙｍａｔｉｃ Ｓａｃｃｈａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｈｅａｔ Ｓｔｒａｗ

ＺＥＮＧ Ｑｉｎｇ－ｌａｎ

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｘｉａｎｎｉｎｇ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｘｉａｎｎｉｎｇ ４３７１００， Ｈｕｂｅｉ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｗｈｅａｔ ｓｔｒａｗ ｌｉｇｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ， ｗｈｅａｔ ｓｔｒａｗ ｗas ｐｒｅｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ ａｃｉｄ ｕｎｄｅｒ ｎｏｒｍａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｍｉｌｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ， ｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｉｍｅ ｏｎ ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｓａｃｃｈａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｗｈｅａｔ ｓｔｒａｗ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｅａｔ ｓｔｒａｗ ｗｅｒｅ ｓｃａｎｎｅｄ ｂｙ ａ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ （ＳＥＭ） ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｓａｃｃｈａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｗｈｅａｔ ｓｔｒａｗ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ２５．４％ ｔｏ ７０．３％ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｒｉｃｅ ｓｔｒａｗ ｗａｓ ６０ ｍｅｓｈ， ｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ ｗａｓ １．０∶８．５， ｔｈｅ ｐｒｅｔｒｅａｔｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗａｓ ７０ ℃ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｅｔｒｅａｔｅｄ ｔｉｍｅ ｗａｓ １．０ ｈ． ＳＥＭ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｗｈｅａｔ ｓｔｒａｗ ｄｉｓｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｔｏ ｐｉｅｃｅｓ ａｆｔｅｒ ｐｒｅｔｒｅａｔｅｄ ｂｙ ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ ａｃｉｄ． Ｉｔ ｗｉｌｌ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｇｏｏｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｓａｃｃｈａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｗｈｅａｔ ｓｔｒａｗ； ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ ａｃｉｄ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ； ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｓａｃｃｈａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ

蔗糖、甜菜糖是肥胖、糖尿病、龋齿和心血管病的重要诱因，而低聚果糖、高果糖浆不易被唾液和胃液分解，在小肠内难以被吸收，正常人摄取后血糖几乎没有上升，而且其对有益菌的增殖亦具有促进作用［１，２］。菊芋（Ｈｅｌｉａｎｔｈｕｓ ｔｕｂｅｒｏｓｕｓ）在中国南方、北方、西南、西北等地均有大量种植，属丰产野生资源，价格非常便宜［３］。由菊芋经现代新技术分离精制而得的菊粉主要成分为β－果聚糖，应用前景广阔，市场潜力大，经济效益好。在菊粉生产过程中，菊芋提取液含有各种色素、蛋白质和果胶等杂质。其中的色素分子在溶液中呈电离状态，可以用活性炭或阴离子交换树脂将其吸附除去。目前常用的脱色方法是在常温下用组合离子交换法使菊芋提取液分别通过强酸树脂、弱碱树脂、弱酸树脂、强碱树脂除去色素、无机盐等。但是脱色效果不够理想，并且树脂再生成本较高。……