玉米秸秆利用中木素质降解的研究

为了使玉米秸秆得到充分的利用 ,用化学法处理玉米秸秆 ,并对其木质素含量的变化进行了测定。结果表明 :Na OH与氧化剂复合处理法对玉米秸秆中的木质素降解最强 ,降解率最高可达74% ;用氨气、尿素处理降解率可达 2 0 .3%和 1 3.4%。

玉米秸秆纤维素提取及半纤维素与木质素脱除工艺探讨

为了获取优质的纤维素,以玉米秸秆为原料,通过对纤维素提取工艺的探讨,确定了既能保持纤维素提取量,又可较多脱除半纤维素和木质素的工艺条件。试验结果表明,在NaOH溶液的质量分数为5%、反应温度为55℃、反应时间为1.5h条件下,半纤维素的脱除率达到92.82%;在NaClO2溶液浓度为9.5g/L、处理温度75℃条件下,木质素脱除率达到64.32%。在此工艺条件下,玉米秸秆纤维素含量达到70.12%。

F_1菌株对玉米秸秆木质素和纤维素降解能力的研究

为了探讨F1菌株的产酶活性及其对玉米秸秆中木质素和纤维素的降解能力,以羧甲基纤维素钠为诱导物配制培养基Ⅰ,以不加羧甲基纤维素钠为对照配制培养基Ⅱ,分别接种F1菌株,在25℃下培养诱导产生纤维素降解酶Cx,用分光光度法测定不同时间所产生的酶活。将培养5 d的F1菌株以10%的接种量转接到玉米秸秆固体发酵培养基上培养,在5 d1、0 d、15 d2、0 d用差重法测定F1菌株对玉米秸秆中半纤维素、纤维素和木质素的降解能力。结果表明,以羧甲基纤维素钠为诱导物培养基,F1菌株能够产生Cx酶,而且在第5天时酶活性最强。F1菌株在玉米秸秆发酵培养基中的生长情况良好,培养前15 d,F1菌株对纤维素和木质素的降解都很快,之后对纤维素的降解速率明显降低甚至停止降解。培养20 d,对半纤维素、纤维素和木质素的累计降解速率为3.5%、10.5%、7.0%。

一株选择性降解木质素菌的筛选及其对玉米秸秆的降解

以玉米秸秆为基质,对15株白腐真菌进行了初步筛选,从中获得一株选择性系数较高的菌株Y10,经ITS-5.8S rDNA序列分析,初步鉴定为Cerrena sp.,并研究了该菌在30d培养期内降解玉米秸秆中木质纤维素的情况.结果表明,菌株Y10对玉米秸秆中木质素和半纤维素的降解速率明显高于纤维素;在30d的培养过程中,该菌对玉米秸秆降解的选择性系数都大于1,d15选择性系数最高为3.88.紫外光谱和红外光谱分析结果表明,经菌株Y10降解后玉米秸秆的化学成分发生了变化,且对木质素的降解程度要大于对纤维素的降解程度.

玉米苯丙烷类次生代谢物与玉米对茎腐病抗性的关系

对抗病玉米品种陕单931和感病玉米品种西农11号在抽雄初期接种禾谷镰刀菌孢子悬浮液,于接种后测定茎秆髓部组织内苯丙烷类次生代谢物木质素和绿原酸的变化。结果表明,玉米植株原生木质素与玉米对茎腐病的抗性无关,仅诱导产生的木质素在玉米的抗病性中起作用。并证实玉米植株受到镰刀菌侵染后可产生对镰刀菌有抑制作用的物质。

玉米秸秆木质素的去甲基化改性研究

以亚硫酸钠为亲核试剂对玉米秸秆木质素进行去甲基化改性,以增加木质素的羟基质量分数和活性。利用FT-IR、DSC、UV测试以及乙酰化滴定等分析方法研究了不同的反应条件对木质素去甲基化改性效果的影响。结果表明,亚硫酸钠在碱性条件下可与玉米秸秆木质素发生去甲基化反应,其最佳反应条件为:反应时间为2 h、反应温度为60℃、m(木质素)∶m(NaOH)∶m(Na2SO3)为10∶1.5∶2。改性后的木质素与原木质素相比,总羟基质量分数可增加30%左右,其中酚羟基质量分数增加20%左右,反应活性明显增强。

玉米秸秆的酶法降解机理研究

玉米秸秆是一种廉价的可再生资源。简要地介绍了玉米秸秆的化学组成与结构,阐述了纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶的酶系组成及产生菌株,酶法降解机理和应用。

玉米秸秆木质素的羟乙基化改性

将玉米秸秆木质素和乙二醛在碱催化下进行羟乙基化反应,利用傅立叶红外光谱、热重及滴定等分析方法研究了反应时间、反应温度、反应体系pH值及乙二醛与玉米秸秆木质素的质量比对木质素羟乙基化反应的影响。确定了玉米秸秆木质素羟乙基化反应的最优条件:反应时间为4h,反应温度为60℃,反应体系pH值为12,乙二醛与玉米秸秆木质素的质量比为1∶3。乙二醛改性后的木质素总羟基含量比改性前提高了1倍,反应活性增强,且羟乙基化木质素的热稳定性有明显的提升。

氯化钾对玉米木质素代谢的影响及其与茎腐病抗性的关系

【目的】阐明氯化钾(KCl)对玉米木质素代谢的影响,探讨和揭示KCl对提高玉米茎腐病抗性的机制。【方法】通过田间试验与室内分析相结合,研究了KCl对玉米不同抗性品种在接种禾谷镰刀菌(Fursarium graminearum)前后茎基部髓组织木质素含量的影响以及相关酶活性的变化。【结果】抗病品种吉单180茎基部髓组织原生木质素含量低于感病品种吉单327,但诱导木质素高于感病品种;而施用KCl则可降低原生木质素含量,增加诱导木质素含量。抗病品种茎基部髓组织苯丙氨酸解氨酶(PAL)和酪氨酸解氨酶(TAL)活性高峰出现时间均早于感病品种。虽然KCl降低了接种前玉米茎基部PAL、TAL和过氧化物酶(POD)活性的本底值,却提高了接种后PAL、TAL和POD的活性,尤其是高峰值。而且在接种前后,KCl处理的玉米茎基部髓组织肉桂醇脱氢酶(CAD)活性均保持较高水平。【结论】诱导玉米在接种后PAL、TAL、POD和CAD酶系的快速反应,提高诱导木质素含量,进而增强植株对病原菌的抗性,是KCl增强玉米茎腐病抗性的机制之一。

1,4-丁二醇蒸煮法分离玉米秸秆中的木素

以1,4-丁二醇为试剂,采用高温蒸煮技术分离玉米秸秆中的木素。结果表明,较优的分离条件为:1,4-丁二醇质量分数90%,反应温度160℃,液比1∶10,保温时间1.5 h,硫酸用量0.15m L/g绝干原料。此条件下木素提取率为89.2%,相对于绝干原料的得率为18.2%。红外光谱分析显示,蒸煮过程中木素官能团没有明显变化,可以保证提取的木素进一步功能化应用。

利用近红外光谱技术快速评价玉米秸秆原料

采用化学法测定71种不同玉米秸秆样品的w(综纤维素)、w(纤维素)、w(半纤维素)、w(木质素)、w(抽出物)及w(灰分),并用DA-7250近红外光谱仪采集相应样品的光谱。利用The Unscrambler9.8多元数学软件,建立了吉林地区主要种植的玉米秸秆及仓储打包玉米秸秆的主要成分化学值与其近红外光谱数据之间的数学模型。模型的决定系数(R2)在0.838 3~0.918 7。采用6个模型分别对样品进行预测,其分析数据的绝对偏差范围分别为-2%~1%、-5%~1%、-4%~3%、-1%~2%、-1%~2%、-1%~2%。结果表明,上述模型有利于为吉林地区生物质能企业的玉米秸秆原料快速评价提供数据参考。

玉米秸秆酒精中废弃物木质素的综合利用

玉米秸秆主要由纤维素、半纤维素、木质素组成。纤维素、半纤维素可用来生产燃料酒精,而木质素往往被废弃。其实木质素是一种天然高分子物质,在造纸、农业等领域具有广泛的应用潜力。

玉米秸秆中纤维素、半纤维素和木质素的测定

为了解决大量玉米秸秆被焚烧或堆砌在田头,既污染环境又浪费能源的问题,对原有的测定纤维素、半纤维素和木质素含量的方法进行试验创新,得出了更准确、简便的测定方法;测得玉米秸秆中纤维素、半纤维素和木质素含量的质量分数分别为32%、27.82%和15.42%,进而能充分利用玉米秸秆。

玉米对镰刀菌茎腐病抗性的生化反应

在抽雄期用禾谷镰刀菌孢子悬浮液接种抗病品种陕单931和感病品种西农11号,于接种后测定茎秆髓部组织内苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶活性变化、木质素和绿原酸的变化。结果表明,玉米植株受镰刀菌侵染后,抗病品种的苯丙氨酸解氨酶酶活上升快,活性强,且形成两个活性高峰,高活性时间持续长;感病品种苯丙氨酸解氨酶酶活上升慢,活性相对较弱,且只形成一个峰,高活性持续时间短。抗病品种过氧化物酶酶活峰值高,感病品种过氧化物酶酶活峰值低,且抗病品种高酶活持续的时间长,感病品种高酶活持续的短。研究还表明,植株原生的木质素对玉米的抗性贡献不大,而诱导的木质素在玉米的抗病性中起着主导作用。同时,无论抗、感品种,其组织诱导提取液对镰刀菌都有一定的抑制作用。

玉米秸秆黑液木质素制备活性炭的研究

以玉米秸秆制浆黑液木质素为原料,利用H3PO4为活化剂通过化学活化方法制备出以微孔为主的大比表面积活性炭。详细考察了活化温度对所得活性炭BET比表面积、微孔体积以及中孔体积的影响。确定了700℃为制备大比表面积活性炭的最佳温度。700℃下所得活性炭的BET比表面积以及孔体积可分别达到1101m2/g和0.47ml/g。该活性炭能较好的吸附模拟废水中的苯酚,最大吸附量可达108.7mg/g,同时Langmuir模型能较好的描述该吸附过程。

pH值对漆酶活化玉米秸秆木质素的影响

采用漆酶在不同pH条件下对玉米秸秆木质素进行活化处理,利用FT-IR、紫外分光光度计、GPC、TG等分析方法研究了pH值对漆酶活化木质素的影响。结果表明,漆酶会使玉米秸秆木质素发生脱甲基作用,使得酚羟基含量增加,pH为4.0时活化效果最好。漆酶对玉米秸秆木质素既有解聚作用又有聚合作用,pH值较高时综合表现为解聚作用,pH值较低时则表现为聚合作用。

加压氨解预处理玉米秸秆糖化工艺研究

以玉米秸秆糖化为目的,研究加压氨解预处理对玉米秸秆还原糖产量和脱除木质素的影响,以确定其最佳工艺条件。结果表明:影响加压氨解预处理的主要因素是氨水浓度和粒径,其最优条件为氨水浓度15%,时间6min,压力0.075MPa,基质浓度150g/L,粒径1mm,可以获得1.74%的还原糖得率和43.30%的木质素去除率。

木素-二氧化硅纳米复合物制备与表征初步探索

以玉米秸秆发酵生产纤维素乙醇得到的残渣为原料,Na OH为溶剂,HCl为酸沉淀剂,利用酸沉淀法制备木素-二氧化硅纳米复合物。采用红外光谱、扫描电镜(SEM)、热重检测(TGA)和粒径测定等手段,研究反应体系p H值和温度对复合物形貌、组成成分及含量的影响,确定制备木素-二氧化硅纳米复合物的最佳工艺条件。结果表明,当反应温度30℃、p H值7时,制备出的复合物中二氧化硅的质量分数为75.05%,且复合物分散性较好,比木素具有更好的热稳定性。通过粒径分布分析,制备的木素-二氧化硅纳米复合物粒径为95 nm的粒子数量占20.2%。

4种乙醇木素的抗氧化活性

采用DPPH法及三价铁还原法研究了杨木、玉米秸秆乙醇发酵残渣、芦苇和麦草等4种木素的抗氧化性及还原力,并分析了木素的结构特征。结果表明,不同原料的乙醇法木素,抗氧化性不同。质量浓度为0.025～0.400mg/mL时,随着质量浓度增加,4种木素的抗氧化能力和还原能力分别不断增强;0.200mg/mL时杨木木素自由基的清除率达70%;0.400mg/mL时玉米秸秆乙醇发酵残渣木素、麦草木素和芦苇木素自由基的清除能力分别为71.5%、68.6%、60.7%。

玉米秸秆沼渣替代木屑培养香菇研究

以玉米秸秆为主要原料的沼气工程中,存在沼渣资源化利用途径单一、附加值低、木质素含量高难降解等问题。用纯玉米秸秆沼渣(Corn Straw Biogas Residue,CSBR)代替不同含量木屑及全部的米糠、麦麸,作为培养料制备香菇菌棒,研究通过栽培香菇的方式处理高木质素含量沼渣的可行性及降解效果。结果表明,CSBR在培养料中的含量为77.5%的情况下,香菇的菌丝体生长周期与常用的木屑米糠培养料相近;培养结束后,培养料失重约48.6%(干重),CSBR中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别是64.4%、72.5%和70.0%,香菇产量为144 g(干重)/6 kg菌棒。初步研究表明,用CSBR代替约59%的木屑制作菌棒栽种香菇的方法可行,为CSBR的高附加值利用提供了新的应用方向。