木质素对木质纤维素降解性能的影响

木质素影响木质纤维素降解性能,明确木质素影响木质纤维素降解的程度和机理,对于植物基因改造、纤维素酶基因改造/筛选、预处理工艺优化均具有重大意义。但是由于木质素和木质纤维素结构的复杂性,木质素对木质纤维素影响的程度和机理尚无定论。该文综述了关于目前研究主要集中在木质素的含量和结构对木质纤维素降解性能的影响上,初始木质素含量和残留木质素含量对同物种和不同物种木质纤维素降解性能的影响;木质素单体比例(syringyl units/guaiacyl units)、键连方式、官能团对木质纤维素降解性能的影响;纯化木质素对木质纤维素降解性能的影响。该文为木质素对纤维素降解性能的影响的相关研究工作提供指导。

木素结构降解分析及进展

详细综述了木素结构降解分析手段极其进展。从可持续性发展的角度看,研究木素的结构及降解问题,已经越来越变成非常紧迫的任务。未来木素结构的研究仍将面临着巨大挑战。

嗜黑液菌厌氧降解过程中木质素结构的变化

利用嗜黑液菌对木质素进行厌氧降解处理,研究在厌氧降解过程中,木质素的元素组成、分子量、结构基团的变化及其红外光谱和氢谱。结果表明,在厌氧降解过程中,分子量大于4 950的木质素将发生碎片化反应,尤其是木质素结构中的香豆满和松脂醇结构,以及β-O-4和β-β结构都因为发生断裂而消失,同时进一步发生脱甲氧基作用和脱羟基作用,生成了可溶性小分子化合物。

木素结构分析方法研究进展

介绍了木质素的结构以及被分析木素的分类,详细综述了木质素结构研究中主要的分析方法(紫外光谱、红外光谱、高效液相色谱、质谱、核磁共振技术等),并指出了木素结构研究今后的发展方向。

Co-salen配合物催化氧化二聚体木素模型物的反应机理

为研究Co-salen配合物催化漂白纸浆机理,合成了β—O—4愈创木基型二聚体木素模型物.以木素模型物为反应底物,利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、碳-13核磁共振(13C-NMR)和气相色谱-质谱(GC-MS),分析了木素模型物在Co-salen催化氧化中的官能团变化和微量降解产物.根据木素模型物降解产物与结构变化,得出了β—O—4愈创木基型二聚体木素模型物的降解反应机理.Co-salen配合物催化反应系统产生的O2·-、HOO-、HO·作用于木素模型物,造成β—O—4联接断裂,甲氧基脱甲基,甲氧基含量减少,苯环开环,产生了醛、酚、烯等降解产物.

多因素协同作用下混凝土坝性能退化机理研究进展

针对混凝土坝服役期间长期受到荷载与环境多因素的协同作用,导致其筑坝材料出现不同程度的老化、结构性能退化等问题,对多因素协同作用下混凝土坝性能退化问题的研究进行归纳总结。由于环境与荷载等因素是通过驱动材料性能演化来影响大坝服役性能的,故主要从荷载效应和结构抗力角度综述了混凝土坝系统性能退化机理,着重阐述了多因素作用下大坝结构与材料退化研究的现状和不足,并指出混凝土坝结构服役性能机理研究亟待解决的几个科学问题。

木质素降解产物用于漆酶-介质体系的结构理论研究

为从天然产物中寻找廉价、低毒、高效的漆酶新介质,利用分子模型和分子对接技术在分子水平研究木质素降解产物在漆酶-介质体系中与漆酶活性位点的结合模式与反应能力,以探明其结构特征。结果表明,10种木质素降解产物小分子介质酚羟基邻位取代基可保持与漆酶作用过程中介质构象的稳定,邻位取代基的给电子能力可增强介质自由基中间体的稳定性,介质酚羟基对位取代基的吸电子性有利于加强与Phe265间的π-π堆积作用,但对位取代基吸电子性过强反而不利于提高介质反应活性及苯氧自由基稳定性。该研究为新介质的发现及介质结构的改造与修饰奠定了理论基础与研究方向。

碱木质素和PUF的降解产物对聚氨酯材料结构和性能的影响

以碱木质素和聚氨酯泡沫(PUF)的降解产物为添加剂制备复合聚氨酯泡沫材料,并表征了微观结构、表观密度、压缩性能、保温性能等。结果显示,碱木质素可提高与复合基体之间的相容性,原因是其存在强烈的氢键缔合作用。扫描电镜测试显示,碱木质素和PUF的降解产物对材料的微观结构有很大的影响,加入碱木质素有利于提高压缩模量,其压缩模量为146.44 MPa,加入PUF的降解产物会降低压缩模量,其压缩模量为101.59 MPa,而没有加碱木素也没有加PUF降解产物的其压缩模量108.53 MPa。PUF的降解产物的添加降低了样品的保温性能,加入PUF的降解产物的样品的导热系数为PUF降解产物的样品的导热系数为0.032 5 W/(m.K)而不加PUF降解产物的样品的导热系数为0.022 6 W/(m.K)。

拉力型岩土预应力锚界面粘结劣化研究进展

拉力型岩土预应力锚固结构广泛应用于高陡边坡等大型岩土加固工程中,并日趋成为各类岩土加固工程中的首选方法,外荷载作用下其内锚固段的界面渐进粘结劣化是决定此类结构长期耐久性的关键因素。文章基于拉力型岩土预应力锚固结构研究,现状分析阐述了拉力型岩土预应力锚固结构内锚段界面粘结应力及粘结劣化的理论研究、试验研究及数值模拟研究等方面的研究进展,分析了其目前研究中存在的问题,展望了拉力型岩土预应力锚固结构界面粘结劣化研究的发展方向。

亚麻籽木酚素酶解产物结构鉴定

以亚麻籽为研究对象,通过60%乙醇提取亚麻籽中木酚素大分子化合物并采用木质素降解酶对其大分子进行水解,建立反相液相色谱-紫外检测法(RP-HPLC/UV)和高效液相色谱-串联质谱法(HPLC/MS/MS)两种分析方法对亚麻籽木酚素大分子酶解产物进行分离定量以及定性分析。比较了不同酶浓度下(0,0.005,0.01,0.015,0.02,0.025,0.03 u/L)亚麻籽木酚素水解产物的液相色谱图以及水解产物咖啡酸(CaAG),羟甲基戊二酸(HMGA)+木酚素二异落叶松树脂醇(SDG),SDG+阿魏酸(FeA),SDG+HMGA+对香豆酸(CouA),SDG+2HMGA+EtOH,草棉素糖苷(HDG)+HMGA的得率,结果显示最佳酶水解浓度为0.025 u/L。其中主要酶解产物CaAG和SDG+HMGA+CouA在0.025u/L酶浓度水解下得到的含量分别为7 256 mg/kg和2 574 mg/kg。通过HPLC/MS/MS分析,鉴定出酶解产物共14种,单体化合物包括CaAG、对香豆酸葡萄糖苷(CouAG)、HDG、SDG,其中SDG+HMGA(m/z=685.2[M-H+]-)和SDG(m/z=829.1[M-H+]-)检测出碎片峰。

平面桁架结构连续倒塌动力分析方法研究

平面桁架结构发生连续倒塌时造成的危害较大,为了较准确地得到结构的倒塌动力响应,研究了瞬时刚度退化法、瞬时加载法与初始条件法的适用条件。采用动力学原理推导出3种方法的动力学方程,对比关键时刻的位移,得出3种方法的异同;然后在考虑双重非线性的情况下,分别对4种桁架结构采用3种方法进行连续倒塌动力有限元分析。分析结果表明:瞬时刚度退化法能够较准确地模拟杆件失效所引起的结构动力响应,瞬时加载法与初始条件法是两种近似的方法;高敏感性杆件失效时,建议采用瞬时刚度退化法;低敏感性杆件失效时,3种方法都可以采用。

木质素及模型化合物光催化降解用催化剂研究进展

为总结木质素光降解催化剂的研究状况,从金属氧化物、金属硫化物、金属复合物、有机金属配合物等光催化剂方面,综述了木质素及模型化合物光降解催化剂的研究与应用情况,展望了光降解催化剂未来发展趋势,即随着光催化降解机理研究的不断完善,将会开发出更多类型的高效、低价和高选择性的木质素及模型化合物光降解催化剂,并在规模化应用上实现突破。

沤竹过程中细菌菌群的结构变化和作用

为缩短竹材生物脱胶时间,得到能够满足后道加工的工艺纤维(竹束),并提高成品质量,探索了温水沤竹过程中细菌菌群结构的演替规律及作用机制。采用高通量测序与传统可培养技术相结合的方法,确定了沤竹过程中的优势菌;并结合水沤过程中竹块的形态变化以及竹块与竹束的化学成分差异,分析了菌群在水沤脱胶过程中的作用。结果表明:竹材的水沤脱胶过程以木质素的降解为主,以竹粉为唯一碳源筛选得到的5株菌株,在属水平上仅占总菌群的0.70%~3.21%,优势可培养菌种为黏质沙雷氏菌(Serratia marcescens)和枯草芽孢杆菌枯草亚种(Bacillus subtilis subsp.subtilis)。筛选获得的可培养菌种中缺少起发酵作用使竹块膨胀的菌种,因此,预处理-优势菌种复配的联合工艺可以作为一种提高竹脱胶效率的手段。

双盐离子液体处理过程中木质素的结构变化

以1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([C_(4)mim]Cl)和1-丁基磺酸-3-甲基咪唑硫酸氢盐([C_(4)H_(8)SO_(3)Hmim]HSO_(4))构建双盐离子液体(DSILs)处理酶解木质素(EHL),并对回收的木质素进行了红外、二维核磁和热重分析。结果表明,[C_(4)mim]Cl与[C_(4)H_(8)SO_(3)Hmim]HSO_(4)摩尔比为5∶1时,木质素回收率最低(51.1%),相应地降解率最高;在[C_(4)mim]Cl和[C_(4)H_(8)SO_(3)Hmim]HSO_(4)协同作用下,木质素中官能团结构特征发生变化;紫丁香基与愈创木基单元含量比值增大,愈创木基比紫丁香基更易被降解;木质素侧链上阿魏酸和对香豆酸等结构含量减少。木质素热分解特征温度升高和残渣量增大,说明[C_(4)H_(8)SO_(3)Hmim]HSO_(4)存在导致回收木质素难于热分解。

天然产物来源多糖结构解析研究进展

多糖是高等植物、动物、微生物细胞中一类非常重要的天然大分子物质,由于许多活性多糖具有良好的免疫调节、抗肿瘤、抗氧化和调节肠道菌群等功能,因此科学认识多糖结构有利于深入研究其生物活性功能,对多糖的基础研究和应用具有重要意义。本文简述天然产物来源多糖分离纯化和结构解析的研究方法,重点介绍葡聚糖、葡甘聚糖、木葡聚糖、阿拉伯木聚糖和果胶等多糖结构解析的研究进展,就多糖结构解析目前存在的一些问题进行探讨与展望。通过归纳文献资料并结合笔者团队近20年的研究积累,提出"部分降解-甲基化-核磁共振"可作为多糖一级结构解析的核心技术,同时可辅助利用ESI-MS、Maldi-Tof-MS、离子淌度-质谱联用等技术与方法,从而构建一套先进的多糖一级结构解析技术体系。

一种新型刚度退化模型及复合材料结构渐进损伤分析的通用方法实现

针对复合材料结构的强度设计与分析方法问题,基于Tsai-Wu强度准则,该文提出了一种新型刚度退化模型,建立了一套层合/实体型复合材料结构渐进损伤分析的通用方法,并开发ABAQUS用户材料子程序用于层合型和实体型复合材料典型结构的渐进损伤数值仿真与试验验证,结果表明:该文提出的模型和算法,在保证层合型复合材料结构损伤分析能力和精度不低于已有方法基础上,对C/C实体型复合材料结构极限承载能力的数值模拟相对误差精度也达到20%量值水平。

湖南益阳兔子山遗址出土竹简浸泡液可培养细菌的分离鉴定及部分功能特性

出土竹简失水后易导致其收缩变形,因而采用了不同措施对竹简进行饱水保存,但在饱水保存期间竹简仍可能遭受微生物的侵蚀而损害.为制定科学、适宜的饱水保存方案,采用稀释涂平板法获得可培养菌株,通过菌株形态学及16S rRNA基因测序,对其进行系统发育分析,并结合菌株纤维素、木质素降解酶活测定及木材崩解实验,对其进行降解潜力分析,比较益阳兔子山遗址出土竹简不同保存状态浸泡液中的细菌群落结构与功能特征.结果显示,加入新洁尔灭抑菌剂的竹简浸泡液(CX)可培养细菌含量最低,而使用长试管保存的竹简浸泡液(CS)含量最高,出现明显变色的竹简浸泡液(CB)与无明显变化的竹简浸泡液(CQ)含量差异较小;共分离获得13株细菌,分属于伯克霍尔德菌属(Burkholderia)、假单胞属(Pseudomonas)、微杆菌属(Microbacterium)、贪铜菌属(Cupriavidus)、新鞘脂菌属(Novosphingobium)及Paraburkholderia 6个属,其中CX样品种群较丰富;纤维素、木质素降解功能筛选结果显示,具有降解能力的6株菌株均分离自CX、CS样品,其酶活在1.0-9.0 U/mL范围;6株具有降解酶活的菌株其竹材降解率均大于10%,在10.5%-16.5%范围.本研究表明不同保存方式的竹简浸泡液中细菌种群结构具有一定差异,其中还存在对饱水竹简具有潜在降解危害的微生物.因此,建议根据出土竹简的具体状况,采用适合的保存方式,并添加复合抑菌剂防止微生物损害饱水竹简.