玉米秸秆酸解产糖条件的优化.doc

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1、玉米秸秆酸解产糖条件的优化　　摘要：选择了处理温度、硫酸浓度、固液比３个因素，以还原糖产量为指标，利用正交试验对玉米秸秆酸解产糖条件进行了优化，结果为处理温度１２０℃、硫酸浓度０．１０ｍｏｌ／Ｌ、固液比1∶１０为较优预处理条件。经过试验验证，在优化后的预处理条件下还原糖产量提高了４１．６％。　　关键词：玉米秸秆；酸解；还原糖；优化　　中图分类号：Ｓ８１６；ＴＳ２４４＋．１文献标识码：Ａ文章编号：0439－８11416－3361-03　　　　OptimizationofSugarProductionConditio

2、nsbyCornStrawAcidolysis　　　　ＧＡＯＸｉａｏ－ｐｅｎｇ，ＲＥＮＬｏｎｇ－ｈｕｉ，ＳＵＮＺｈｏｎｇ－ｆｅｎｇ，ＬＩＸｉｕ　　　　　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄａｎｄｓｏｌｉｄｔｏｌｉｑｕｉｄｒａｔｉｏｗｅｒｅｕｓｅｄａｓｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｏｆｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｔｅｓｔｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｆｏｒｐｒｏｄｕｃｉｎｇｓｕｇａｒｂｙｃｏｒｎｓｔｒａｗａｃｉｄolysis．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｅｄｔ

3、ｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓ１２０℃，ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄｗａｓ０．１０ｍｏｌ／Ｌ，ｓｏｌｉｄｔｏｌｉｑｕｉｄｒａｔｉｏｗａｓ１∶１０，ｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇｓｕｇａｒｃｏｕｌｄｂｅｉｎｃｒｅａｓｅdｂｙ４１．６％．　　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｒｎｓｔｒａｗ；ａｃｉｄｏｌｙｓｉｓ；ｒｅｄｕｃｉｎｇｓｕｇａｒ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　　　　进入２０世纪以来，能源短缺问题日趋严峻，迫切需要人们开发替代能源。乙醇以其可再生、绿色无污染等优点受到普遍关注

4、，利用木质纤维素生产燃料乙醇是未来能源发展的一个重要方向，既能解决能源危机，又充分利用了废弃的秸秆等农业下脚料，还可保护环境［１］。试验作为利用微生物分解玉米秸秆生产乙醇的前期工作，以处理后的还原糖产量为指标，对玉米秸秆进行分解前的预处理条件优化，以期可以快速、高效地产生乙醇，为微生物分解秸秆产醇提供有效的探索。　　１材料与方法　　１．１材料　　１．１．１供试秸秆试验用玉米秸秆采自延安市区周边玉米地，经烘干粉碎至颗粒状备用。　　１．１．２仪器立式蒸汽灭菌锅；电热恒温鼓风干燥箱；紫外可见分光光度计；台式低速离心机。

5、　　１．１．３试剂３，５－二硝基水杨酸、亚硫酸钠、酒石酸钾钠等，均为分析纯。　　１．２方法　　１．２．１玉米秸秆的处理根据赵磊等［２］的方法将玉米秸秆粉碎，称取颗粒直径为３ｍｍ以下的玉米秸秆１．０ｇ装于１５０ｍＬ的三角瓶中，按照表２的试验方案，分９组进行处理，处理结束后自然冷却，以　　４０００ｒ／ｍｉｎ离心１５ｍｉｎ，取上清液过滤，滤液定容至１００ｍＬ，所得糖液作为待测液备用。　　１．２．２还原糖的测定还原糖的测定采用ＤＮＳ法［３］。①葡萄糖标准曲线的制作。分别取１ｍｇ／ｍＬ葡萄糖标准溶液０．０、０．２、０．４、

6、０．６、０．８、１．０、１．２ｍＬ于２５ｍＬ试管中，分别准确加入２.0ｍＬＤＮＳ试剂、９.0ｍＬ去离子水，沸水浴３ｍｉｎ，流水冲洗冷却至室温，用去离子水定容。在５４０ｎｍ波长下测定吸光度，以葡萄糖这个还原糖浓度为横坐标，以ＯＤ５４０ｎｍ为纵坐标，绘制标准曲线。②待测样品处理。将待测样品适当稀释，使样品中还原糖浓度为０．１～１．０ｍｇ／ｍＬ，取稀释后的糖液１．０ｍＬ于２５ｍＬ刻度试管中，加ＤＮＳ试剂２．０ｍＬ，沸水浴3ｍｉｎ，冷却后用去离子水补至刻度，在５４０ｎｍ波长下测定吸光度，从标准曲线查出还原糖浓度，求出样品

7、中糖含量。　　１．２．３优化方法采取单因素试验筛选、正交试验优化的方法进行。①单因素试验筛选。根据已有文献资料［４－６］，结合实际情况，选择处理温度、硫酸浓度、固液比、处理时间４个因素进行试验，每个因素从低到高依次各选５个水平进行单因素筛选试验。②正交试验优化。根据单因素筛选的试验结果，选择对还原糖产量影响关键的因素和每个因素的水平，进行正交试验优化，对优化结果再进行直观极差分析、效应分析和方差分析。　　　　　　１．２．４验证试验保持其余条件不变，分别在优化前和优化后的处理条件下，测量还原糖的产量。　　２结果与分

8、析　　２．１标准曲线的绘制　　按照葡萄糖标准曲线的制作方法绘制标准曲线见图１。由图１可知，该曲线ｒ＝０．９９９１，说明曲线拟合度较好，可以用于还原糖产量的检测。　　２．２单因素试验筛选结果　　单因素试验筛选结果见图２。由图２可知，在４个因素中，随着处理时间的增加，还原糖产量没有明显变化；随着处理温度的增加，还原糖产量持续增加；而对固液比和硫酸浓度而言，还原糖产量变化表现出