[发明专利]一种提高棉秆生物质降解及糖醇转化效率的研究方法

说明书

本发明公开了一种提高棉秆生物质降解及糖醇转化效率的研究方法，研究了汽爆后秸秆细胞壁组分及其精细结构和预处理降解效率，并探讨分析了它们之间的关系，为棉秆的有效利用提供了理论基础。本发明通过对陆地棉和海岛棉棉秆的研究比较发现，海岛棉比陆地棉更适宜于作为能源植物，并利用其生物质能转化生产生物乙醇。确定了影响棉秆降解效率的细胞壁组分关键性结构因子是纤维素的聚合度，汽爆+0.25％H2SO4二步法通过极大地降低纤维素聚合度，使得降解效率系原样提高了5‑6倍。

技术领域

本发明属于生物能源开发技术领域，具体地说，涉及一种提高棉秆生物质降解及糖醇转化效率的研究方法。

背景技术

随着全球经济的持续发展，人类对能源的消耗量越来越大。当前能源的主要来源仍以煤炭、石油等化石能源为主。煤炭、石油属于不可再生能源，过度开采燃烧煤炭和石油已经使很多国家尝受到了前所未有的能源和环境压力，比如温室效应导致的全球气候变暖问题、PM2.5对人类健康的影响、酸雨造成的生态危害等。西方经济发达国家早一步意识到了传统能源枯竭的时代即将来临，有意识地将其能耗高的产业转移到其他国家，这无疑加剧了发展中国家能源枯竭的速度。为降低对煤炭、石油等能源的依赖，发展中国家也开始了新能源的开发工作，试图开发生物质能源来缓解煤炭和石油等不足带来的危机。

木质纤维素是地球上最丰富的碳水化合物，绿色植物通过光合作用每年合成的生物质相当于人类当前全年能耗的10倍。生物质能源具有资源丰富、可再生、少污染等明显优势，研究生物质能的开发与利用对经济社会的发展具有重要意义。陆地棉(G.hirsutum)和海岛棉(G.barbadense)在我国栽培面积巨大，其秸秆是一种具有极高应用价值的可再生性纤维素资源。目前关于棉秆预处理对细胞壁组分和酶解产糖效率之间关系的研究鲜有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高棉秆生物质降解及糖醇转化效率的研究方法。该方法研究了汽爆后秸秆细胞壁组分及其精细结构和预处理降解效率，并探讨分析了它们之间的关系，为棉秆的有效利用提供了理论基础。

其具体技术方案为：

一种提高棉秆生物质降解及糖醇转化效率的研究方法，包括以下步骤：

步骤1、材料预处理

1.1汽爆处理

1)材料准备

将汽爆备用的棉秆切剪成5-8cm片段，并喷洒去离子水使材料湿度达到50％，处理后室温储存以备汽爆。

2)汽爆处理

将200.0000g的备用棉秆放置于汽爆罐中进行汽爆处理。汽爆参数：225℃，3minute，2.25Mpa/3min。汽爆后经中药粉碎机粉碎并过40目筛，过筛后的茎秆样品置于50℃恒温干燥箱中烘干至恒重。

1.2生物质稀酸预处理及酶解；

1.3生物质稀碱预处理及酶解；

步骤2、细胞壁组分提取和测定

2.1细胞壁主要多糖成分提取；

2.2细胞壁木质素含量测定；

2.3比色法测定六碳糖和五碳糖

1)制作以葡萄糖为标准样品的六碳糖标准曲线

取1.0000mg/mL葡萄糖标准溶液2.00mL，4.00mL，6.00mL，8.00mL，10.00mL于100.00mL容量瓶中，加水定容，再分别取上述各溶液1.00mL于10.00mL具塞玻璃试管中，加入2.00mL硫酸蒽酮试剂(0.2000g蒽酮溶于100.00mL浓硫酸)快速摇匀，在沸水中加热5min，自来水冷却至室温，620nm比色，1.00mL的蒸馏水作空白样品。