離子液體在細菌纖維素低成本碳源制備中的應用.pdf

1、細菌纖維素（Bacterial cellulose，簡稱BC）是由微生物產生的超納米結構纖維素，與自然界存在的植物纖維素相比，具有純度高、結晶度高、吸水性強、抗張強度好、生物適應性強等優(yōu)點。由于細菌纖維素存在上述等優(yōu)點，目前已被廣泛應用于粘合劑、造紙、食品、醫(yī)學材料、音響設備振動膜等領域。由于細菌纖維素的廣泛應用，因此它有廣闊的發(fā)展空間。然而細菌纖維素產量低、成本高，以至于限制了它的工業(yè)生產規(guī)模。目前研究主要通過優(yōu)良生產菌株和優(yōu)化發(fā)酵工

2、藝降低生產成本。于此同時，廉價碳源也可以作為降低細菌纖維素生產成本的一種方法。本實驗采用秸稈作為發(fā)酵碳源，秸稈屬于木質纖維素資源，是農作物的副產品，大約含有30％的纖維素。但是未經處理的秸稈酶解效率低，必須采用特殊的方法對秸稈進行預處理，才能解除木質素對纖維素的包裹，進而利于纖維素水解為可發(fā)酵性糖。
　　本實驗采用綠色溶劑離子液體[AMIM]Cl對稻稈，麥稈、玉米稈、棉布進行預處理。經過實驗得到秸稈和棉布的最佳預處理條件為:最佳秸

3、稈濃度為3％;棉布為10％;秸稈的最佳目數，稻稈:40-60目;麥稈:混合目數;玉米稈:混合目數;稻稈、麥稈、玉米稈的最佳預處理時間和溫度分別為，110℃處理1h，1.5 h，1h。棉布的最佳處理溫度為110℃;處理后的秸稈、棉布酶解糖得率與未經處理的秸稈、棉布相比:稻稈，糖得率提高0.9倍;麥稈，糖得率提高2.6倍;玉米桿，糖得率提高1.95倍;棉布，糖得率提高5.7倍。
　　同時，實驗還從三個角度分析了秸稈酶解效率提高的原因:

4、紅外光譜證明離子液體具有抽提秸稈中纖維素的能力;X-射線衍射表明預處理后秸稈的結晶度比未處理的秸稈低;SEM照片顯示稻稈，麥稈表面的凸起在離子液體預處理的過程中被打穿，出現(xiàn)孔洞，提供了更多酶接觸位點。
　　最后，將預處理后的秸稈和棉布酶解液用來制備細菌纖維素，實驗結果表明脫毒后的酶解液可以制備得到細菌纖維素，紅外分析顯示得到的細菌纖維素是純纖維素，相比于水和緩沖液，秸稈酶解液培養(yǎng)得到的細菌纖維素含水率低，產量高（玉米稈除外），結晶