木質(zhì)素生物改性增強毛竹酶解機理研究.pdf

1、環(huán)境友好、低能耗的白腐菌生物預(yù)處理技術(shù)是增強毛竹酶解、提高生物基產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率的有效途徑，但其增效酶解的作用機制并不十分清楚。故本論文采用高效生物預(yù)處理菌株Echinodontium taxodii2538，分別從纖維素酶對纖維素的可及性、纖維素酶對木質(zhì)素的不可逆吸附兩個方面，揭示毛竹木質(zhì)素生物改性對纖維素酶吸附的影響及其在酶解增效中的作用。
　　以毛竹為預(yù)處理對象，采用Echinodontium taxodii2538菌株對毛竹進行

2、不同時間生物預(yù)處理，之后研究了毛竹生物預(yù)處理對纖維素酶不可逆吸附和可及性的影響。結(jié)果表明，生物預(yù)處理60d后，纖維素酶對纖維素底物的可及性相比對照提高了26.86倍。與此同時，雖然預(yù)處理60d后，纖維素酶對毛竹生物質(zhì)酶-溫和酸解木質(zhì)素（EMAL）的不可逆吸附提高了88.60％，但不可逆吸附酶量僅占反應(yīng)體系中總纖維素酶含量的8.61％。不可逆吸附作用的增強并不抑制纖維素酶解糖化。因此，生物預(yù)處理后酶解糖化效率的增強主要源于纖維素酶對纖維素

3、底物可及性的增強，而與生物預(yù)處理過程中木質(zhì)素和纖維素酶不可逆吸附的變化規(guī)律無關(guān)。
　　進一步研究了生物預(yù)處理對毛竹木質(zhì)纖維素的表面性質(zhì)影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)生物預(yù)處理后，表面自由能增大16.27％，親水性增強，基質(zhì)更易被浸潤，從而增大了纖維素酶對纖維素底物的可及性。同時生物改性木質(zhì)素的表面自由能減少，疏水性顯著增強，從而導(dǎo)致木質(zhì)素與纖維素酶疏水性相互作用的增強。
　　對預(yù)處理后毛竹木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)表征研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)處理后基質(zhì)表面性質(zhì)的變

4、化和酶解效率的提高源于毛竹木質(zhì)素的生物改性。一方面，預(yù)處理后毛竹木質(zhì)素酚羥基和醇羥基的相對含量分別減少了70.45％和32.67％，飽和烷烴類結(jié)構(gòu)的相對含量從0.02增加到0.96，促使木質(zhì)素大分子疏水性增強，纖維素酶不可逆吸附增加；另一方面，生物預(yù)處理后β-O-4醚鍵、β-5’和5-5’碳鍵等苯環(huán)間的連鍵均發(fā)生斷裂，苯環(huán)和甲氧基的相對含量分別降低了46.51％、31.49％，木質(zhì)素中紫丁香基：愈創(chuàng)木基由1.64下降到0.78。這些木質(zhì)