甲酸预处理对生物质组成结构变化的影响文献综述
2021-12-26 16:39:54
全文总字数:7517字
木质纤维素生物质预处理是提高纤维素水解性能的关键步骤,是提高纤维素水解性能的关键环节。这主要是由于细胞壁组分(主要是半纤维素和木质素)构成的生物量的顽固性,以及它们之间复杂的相互作用造成的。因此,去除半纤维素和木质素可以大大提高纤维素的可及性。研究发现,在温和的预处理条件下,去除半纤维素可以增加底物的孔隙度,减小颗粒尺寸,而脱除木质素在一定程度上使得细胞壁中薄层膜的消失和纤维素纤维的释放。1.前言
甲酸作为一种常见的短链有机酸,其具有适度的酸性,可以在温和条件下水解半纤维素和木质素而不需要添加其他酸,并且可以将木质纤维素分离成纤维素固体,高纯度木质素和半纤维素糖浆,同时物料的组成结构也会发生变化。本研究重点考察高浓度甲酸预处理木质纤维素后其组成结构的变化,充分探究出结构的变化对酶解得率影响。
2.文献综述
2.1木质纤维素的基本结构
木质纤维原料是迄今为止地球上最丰富的自然资源,是生物燃料生产过程中最理想的原料来源。纤维素、半纤维素和木质素是木质纤维素原料的主要组成成分,它们占木质纤维原料的80-90%。通常组成部分最多的是纤维素,约占木质纤维素总质量的40-50%,其次是半纤维素,约占25-30%,木质素相对最少,约占15-20%。对不同种类的木质纤维素而言,纤维素、半纤维素和木质素三种主要成分的比例也不同。由于这三种主要组成成分的化学结构的不同,其反应的特性也不同,所以这三大部分的有效利用成为了木质纤维素生物转化过程经济可行性的关键问题。
2.1.1 纤维素
纤维素是自然界中最丰富的天然化合物,它是由D-葡萄糖通过beta;-1,4糖苷键连接而成的线性高分子聚合物,纤维素的聚合度大约在500-10000之间[1]。纤维素根据聚合度的不同可以分为alpha;-纤维素和beta;-纤维素。相邻纤维素分子之间可通过羟基产生氢键作用,氢键作用强的地方分子排列得比较整齐、有规则,形成结晶区,氢键作用弱的地方是纤维素的无定形区[2]。
2.1.2 半纤维素