張憲寶， 張 騰， 謝文化， 朱明軍*

(1. 華南理工大學(xué) 生物科學(xué)與工程學(xué)院， 廣東 廣州 510006； 2. 廣州甘蔗糖業(yè)研究所， 廣東 廣州 510316)

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·研究報(bào)告——生物質(zhì)材料·

氫氧化鈉預(yù)處理對(duì)甘蔗渣酶解和發(fā)酵性能的影響

張憲寶1， 張 騰1， 謝文化2， 朱明軍1*

(1. 華南理工大學(xué) 生物科學(xué)與工程學(xué)院， 廣東 廣州 510006； 2. 廣州甘蔗糖業(yè)研究所， 廣東 廣州 510316)

采用氫氧化鈉預(yù)處理甘蔗渣，通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)考察了不同預(yù)處理?xiàng)l件對(duì)甘蔗渣酶解和發(fā)酵性能的影響，并進(jìn)一步分析了比表面積和木質(zhì)素含量對(duì)酶解性能的影響。結(jié)果表明：預(yù)處理溫度、氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)及預(yù)處理時(shí)間對(duì)酶解和發(fā)酵效率影響較為顯著，最佳的預(yù)處理?xiàng)l件為：溫度85 ℃、時(shí)間11 h、NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.5 %，在此優(yōu)化條件下預(yù)處理的甘蔗渣，含纖維素56.46 %，與原料相比提高了46.16 %；半纖維素20.30 %、 Klason木質(zhì)素5.79 %，與原料相比分別降低了15.77 %和72.87 %，酶解36 h的還原糖得率為0.69 g/g(以甘蔗渣質(zhì)量計(jì))。經(jīng)過(guò)氫氧化鈉預(yù)處理后的甘蔗渣比表面積顯著增加(由原料的0.07 m2/g最大可增加到1.07 m2/g)，木質(zhì)素顯著降低，有利于提高酶解和發(fā)酵效率。當(dāng)比表面積超過(guò)0.30 m2/g時(shí)，酶解初始速率和酶解效率達(dá)到平衡；當(dāng)木質(zhì)素低于11 %時(shí)，酶解效率達(dá)到平衡。

氫氧化鈉預(yù)處理；甘蔗渣；酶解發(fā)酵

隨著煤、石油和天然氣等化石燃料的日益枯竭，人們不得不加緊尋找可替代能源以滿足日益增長(zhǎng)的能源需求[1-2]。地球上有著大量的生物質(zhì)資源，全球每年由光合作用產(chǎn)生的木質(zhì)纖維原料達(dá)4 500億噸[3]，可以利用這些生物質(zhì)資源進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)燃料乙醇。利用玉米秸稈、小麥秸稈、水稻秸稈、甘蔗渣等生物質(zhì)資源生產(chǎn)燃料乙醇，不僅可以實(shí)現(xiàn)工農(nóng)業(yè)廢棄物資源的再利用，而且極大地避免了因直接燃燒帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，具有廣闊的發(fā)展前景。由于木質(zhì)纖維原料的組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，阻礙了纖維素酶與底物的接觸，降低了酶解效果，木質(zhì)纖維原料需要經(jīng)過(guò)預(yù)處理才能提高其酶解性能。因此，若要提高底物的利用率、糖化效率及可發(fā)酵性糖的產(chǎn)量，必須打破原有的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，降低木質(zhì)素含量，增大底物的孔隙率，增加酶與底物的結(jié)合位點(diǎn)，從而提高糖化速率及利用率[4]。堿處理可以在低溫條件下進(jìn)行，不僅纖維素和半纖維素?fù)p失少，而且無(wú)抑制產(chǎn)物形成，受到了廣泛的研究[5-8]。在堿性環(huán)境下，半纖維素及木質(zhì)素分子間的酯鍵發(fā)生皂化，酯鍵的斷裂引起木質(zhì)素溶解，同時(shí)纖維素、半纖維素和木質(zhì)素間的孔隙增大，造成纖維素溶脹和結(jié)晶度降低等[9]。由于氫氧化鈉可以有效地去除木質(zhì)素，使纖維素潤(rùn)脹[10]，因而被廣泛用于制漿造紙工藝[11]。本研究采用氫氧化鈉為預(yù)處理試劑，分析不同預(yù)處理?xiàng)l件對(duì)甘蔗渣組成、酶解和發(fā)酵性能的影響，并且對(duì)比表面積和木質(zhì)素含量與酶解效率之間的關(guān)系進(jìn)行了探究。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 甘蔗渣 甘蔗渣原料(未經(jīng)預(yù)處理)由廣州甘蔗糖業(yè)研究所提供，取粒徑小于0.38 mm的部分，粉碎，取粉徑小于0.15 mm的粉末，烘干至絕干待用，主要成分如下：纖維素38.63 %、半纖維素24.10 %、 Klason木質(zhì)素21.34 %、酸溶木質(zhì)素3.09 %。

1.1.2 酶 纖維素酶 Celluclast 1.5L(諾維信，丹麥)：纖維素酶酶活為23.87 FPU/mL，β-葡萄糖苷酶酶活為21.89 U/mL。

1.1.3 菌種 融合酵母 SHY 07-1(Saccharomycescerevisiae與Pichiastipitis的融合子)，由華南理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院發(fā)酵工程研究室保藏。

1.1.4 培養(yǎng)基 培養(yǎng)基按照參考文獻(xiàn)[12]進(jìn)行配制。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 氫氧化鈉預(yù)處理的單因素試驗(yàn) 稱取甘蔗渣原料各10.00 g于500 mL的三角瓶中，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.1 %～5 %的NaOH溶液，分別在不同液固比(10∶1～30∶1，mL∶g)和不同溫度(30～80 ℃)下反應(yīng)不同時(shí)間(1～12 h),處理結(jié)束后，先3 000 r/min 離心10 min棄去處理液，再用蒸餾水水洗，直至pH值近中性。對(duì)樣品進(jìn)行抽濾，然后置于60 ℃烘箱中烘干，并用密封袋在室溫下保存。用于測(cè)定成分含量及糖化發(fā)酵。

1.2.2 氫氧化鈉預(yù)處理的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 考慮到預(yù)處理?xiàng)l件對(duì)酶解及發(fā)酵效率的影響，本研究對(duì)處理溫度、時(shí)間及NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)3個(gè)因素進(jìn)行優(yōu)化，以獲得最佳的預(yù)處理?xiàng)l件。以液固比為20∶1，使用正交助手Ⅱ(v3.1)軟件設(shè)計(jì)3因素3水平的正交試驗(yàn)。

1.2.3 預(yù)處理后甘蔗渣的酶解 酶解反應(yīng)在15 mL的西林瓶中進(jìn)行，酶解體系為10 mL，底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4 %。稱取原料甘蔗渣和處理過(guò)的樣品0.4 g，加入9.4 mL檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液(pH值4.8)和0.2 mL 25 g/L的MgCl2溶液(MgCl2終質(zhì)量濃度為0.5 g/L)，加膠塞及鋁蓋，121 ℃滅菌20 min，待冷卻后，在超凈臺(tái)中按20 FPU/g(以甘蔗渣質(zhì)量計(jì)，下同)加入無(wú)菌過(guò)濾的纖維素酶液，于40 ℃、 200 r/min下反應(yīng)72 h。分別在0、 1、 2、 4、 6、 8、 12、 24、 36、 48和72 h取樣0.2 mL，樣品立即放于沸水中煮沸3 min終止酶解反應(yīng)，然后于12 000 r/min離心5 min，取上清液0.15 mL稀釋10倍后測(cè)定還原糖。酶解效率的計(jì)算公式如下：

Y=C1/[C2×(W1×1.11+W2×1.14)]×100%

式中：Y—酶解效率，%；C1—酶解液中還原糖的質(zhì)量濃度，g/L；C2—酶解初始甘蔗渣質(zhì)量濃度，g/L；W1—甘蔗渣中葡聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；W2—甘蔗渣中木聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%； 1.11—葡聚糖和葡萄糖之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)； 1.14—木聚糖和木糖之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)。

1.2.4 同步糖化共發(fā)酵(SSCF) 發(fā)酵在25 mL西林瓶中進(jìn)行，工作體積為15 mL。稱取氫氧化鈉處理過(guò)的甘蔗渣0.6 g (4 %底物質(zhì)量分?jǐn)?shù))，加入13.25 mL的自來(lái)水、 0.3 mL的25 g/L MgCl2(終質(zhì)量濃度為0.5 g/L)溶液和45 μL的0.1 g/L玉米漿溶液(終質(zhì)量濃度為0.3 g/L)，并調(diào)節(jié)初始pH值至4.8～5.1，加膠塞及鋁蓋，121 ℃滅菌20 min，冷卻后，在無(wú)菌條件下按20 FPU/g加入無(wú)菌過(guò)濾的纖維素酶液，0.9 mL的酵母菌種子液(200 mg/L 濕菌體，6 %的接種量)，于30 ℃、 200 r/min下發(fā)酵120 h。在發(fā)酵過(guò)程中，每隔24 h 取樣0.2 mL，并立即12 000 r/min離心8 min，取0.1 mL上清液稀釋至1 mL并加入50 μL的10 %硫酸酸化，經(jīng)0.22 μm膜過(guò)濾后于-20 ℃冰箱保存。發(fā)酵液中乙醇通過(guò)HPLC測(cè)定，發(fā)酵效率計(jì)算公式如下：

y=C3/[C4×(W1×1.11×0.51+W2×1.14×0.46)]×100%

式中：y—發(fā)酵效率，%；C3—發(fā)酵液中乙醇的質(zhì)量濃度，g/L；C4—發(fā)酵初始甘蔗渣質(zhì)量濃度，g/L； 0.51—葡萄糖和乙醇之間發(fā)酵轉(zhuǎn)換系數(shù)； 0.46—木糖與乙醇之間的發(fā)酵轉(zhuǎn)換系數(shù)。

在深靜脈血栓發(fā)生率和知識(shí)掌握度方面,觀察組均要明顯優(yōu)于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),如表1。

1.3 分析方法

1.3.1 比表面積測(cè)定 采用Brunauer-Emmett-Teller (BET)法(氮吸附法)測(cè)定預(yù)處理后甘蔗渣的比表面積[13]。

1.3.2 甘蔗渣成分分析 甘蔗渣中葡聚糖、木聚糖和酸溶木質(zhì)素的測(cè)定參考國(guó)際生物能源中心提供的方法《Determination of Structural Carbohydrates and Lignin in Biomass》(2007-6-1)[14]，Klason木質(zhì)素的測(cè)定參考國(guó)標(biāo)GB/T 747—2003[15]。

1.3.3 酶活測(cè)定 纖維素酶酶活以FPU/mL表示，定義為：在50 ℃條件下60 min內(nèi)分解濾紙產(chǎn)生1 μmol葡萄糖為1個(gè)活力單位。酶活測(cè)定依照美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室出版的方法《Measurement of Cellulase Activities》。β-葡萄糖苷酶酶活單位(U/mL)定義為：在測(cè)定條件(pH值 5.0， 50 ± 2 ℃)下，每分鐘水解底物產(chǎn)生1 μmol對(duì)硝基苯酚所需的酶量為一個(gè)酶活單位。酶活測(cè)定方法參考韋斌如建立的pNPG比色法[16]。

1.3.4 還原糖濃度測(cè)定 測(cè)定采用DNS法(3,5-二硝基水楊酸法)。

1.3.5 乙醇濃度測(cè)定 發(fā)酵液中乙醇通過(guò)HPLC(Waters 2695)測(cè)定。檢測(cè)條件：柱子 Bio-Rad Amnex HPX-87H；進(jìn)樣量 10 μL；流動(dòng)相 5 mmol/L H2SO4，流速 0.6 mL/min；柱溫 60 ℃；檢測(cè)器 Waters 2414型示差折光檢測(cè)器，檢測(cè)器溫度 40 ℃，運(yùn)行時(shí)間 15 min。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同條件對(duì)預(yù)處理效果的影響

表 1 NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)預(yù)處理甘蔗渣成分的影響

對(duì)所處理的樣品進(jìn)行酶解及同步糖化共發(fā)酵(SSCF)，圖1(a)及1(b)分別顯示了酶解效率和發(fā)酵效率隨NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的關(guān)系。由圖可以看出，隨著NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，酶解效率和發(fā)酵效率不斷提高，且兩者的變化趨勢(shì)相同，即質(zhì)量分?jǐn)?shù)1 %以下處理的樣品效果較差，可能是由于NaOH的添加量低的原因。 Cullis等[17]指出，在用NaOH處理木質(zhì)纖維原料時(shí)，NaOH的添加量要高于10 %(以原料質(zhì)量計(jì))。而質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于1 %處理的樣品，不同時(shí)間的酶解效率和發(fā)酵效率與未處理原料相比平均提高了3～7倍。當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)由0.1 %增加到5 %時(shí)，酶解效率(72 h)和發(fā)酵效率(120 h)分別從10.08 %和12.85 %增加至65.49 %和57.83 %。NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，木質(zhì)素的去除率也越高，同時(shí)，樣品的比表面積也越大，從而提高了樣品的酶解和發(fā)酵效率[13,17]。

圖 1 氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)預(yù)處理后甘蔗渣酶解(a)及發(fā)酵(b)性能影響

2.1.2 預(yù)處理溫度 如表2所示，預(yù)處理溫度對(duì)葡聚糖和木質(zhì)素的含量有較大的影響，而對(duì)木聚糖影響不明顯。當(dāng)溫度超過(guò)60 ℃時(shí)，木質(zhì)素下降較快，當(dāng)溫度為80 ℃時(shí)，Klason木質(zhì)素由原料的21.34 %降為6.29 %，70.52 %的Klason木質(zhì)素被去除。從酶解(圖2(a))及發(fā)酵(圖2(b))效果來(lái)看，溫度對(duì)其有著顯著的影響。特別是對(duì)于甘蔗渣的發(fā)酵效率來(lái)說(shuō)，隨著預(yù)處理溫度的升高，發(fā)酵效率顯著上升。

表 2 溫度對(duì)預(yù)處理甘蔗渣成分的影響

圖 2 溫度對(duì)預(yù)處理后甘蔗渣酶解(a)及發(fā)酵(b)性能影響

2.1.3 預(yù)處理時(shí)間 從表3可知，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，葡聚糖含量逐漸增大，9 h達(dá)到最大，為52.76 %；而木聚糖和木質(zhì)素的含量則是逐漸降低，木聚糖的降低可能是由于浸泡時(shí)間延長(zhǎng)，引起木聚糖的溶解。其中，預(yù)處理12 h后，木質(zhì)素降至10.22 %，相比原料降低了52.10 %。

從圖3(a)及3(b)可以看出，處理時(shí)間對(duì)酶解及發(fā)酵均有顯著影響，酶解及發(fā)酵效率都隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。而該結(jié)果與文獻(xiàn)[18-19]報(bào)道的不同，可能是由于本研究中NaOH的添加量較低的原因。隨時(shí)間延長(zhǎng)，處理時(shí)間對(duì)效率的影響逐漸變小，當(dāng)處理時(shí)間由9 h延長(zhǎng)至12 h時(shí)，發(fā)酵效率僅從55.29 %提高到57.62 %，說(shuō)明當(dāng)處理時(shí)間達(dá)到9 h后，發(fā)酵效率可能達(dá)到了一個(gè)臨界值。

表 3 時(shí)間對(duì)預(yù)處理甘蔗渣成分的影響

圖 3 時(shí)間對(duì)預(yù)處理后甘蔗渣酶解(a)及發(fā)酵(b)性能影響

2.1.4 液固比 表4和圖4分別給出了液固比對(duì)預(yù)處理甘蔗渣成分和酶解及發(fā)酵效率的影響。如表4所示，隨著液固比的增大，葡聚糖含量逐漸增大，而木聚糖含量變化不明顯，Klason木質(zhì)素的含量逐漸降低，去除率均在30%以上，最低為10.62%，比原料降低了50.23%。

表 4 液固比對(duì)預(yù)處理甘蔗渣成分的影響

圖 4 液固比對(duì)預(yù)處理后甘蔗渣酶解(a)及發(fā)酵性能(b)影響

從圖4(a)及4(b)可知，液固比雖然對(duì)葡聚糖的含量有較大的影響，但對(duì)酶解及發(fā)酵效率沒(méi)有顯著的影響，最高的發(fā)酵效率為58.26 %(液固比25∶1)，相應(yīng)的酶解效率為63.08 %，比未處理的原料分別提高了6.27和8.05倍。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

在研究單因素對(duì)預(yù)處理效果影響的基礎(chǔ)上，為了考察各因素間的交互作用，得出最優(yōu)預(yù)處理?xiàng)l件，進(jìn)行了L9(34)正交試驗(yàn)。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析見(jiàn)表5。

表 5 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

1)酶解后還原糖質(zhì)量與初始甘蔗渣質(zhì)量的比值the mass ratio of reducing sugars after enzymolysis and initial SCB

由極差分析可知，3個(gè)因素對(duì)預(yù)處理效果影響大小依次為NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)>溫度>時(shí)間，正交試驗(yàn)的優(yōu)化結(jié)果為：A3B2C3，即處理時(shí)間為11 h，溫度為85 ℃，NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.5 %。在此條件下進(jìn)行了3次實(shí)驗(yàn)，測(cè)得預(yù)處理后的甘蔗渣纖維素平均為56.46 %，較原料提高了46.16 %；半纖維素平均為20.30 %，較原料降低了15.77 %；Klason木質(zhì)素平均為5.79 %，較原料降低了72.87 %。36 h 還原糖得率分別為0.66、 0.70和0.71 g/g，平均為0.69 g/g。

2.3 比表面積對(duì)酶解的影響

木質(zhì)纖維原料的酶解速率和降解度與比表面積直接相關(guān)，比表面積越大，底物的可及性越高，所提供的酶接觸位點(diǎn)越多[20]。比表面積由兩部分組成，一是外部表觀的表面積，二是由物料內(nèi)部孔隙組成的表面積。Grethlein等[21]發(fā)現(xiàn)酶解初始速率與底物孔徑分布呈線性正相關(guān)關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)纖維素酶分子的直徑為5.1 nm。Thompson等[22]在處理混合硬木時(shí)發(fā)現(xiàn)，在酶解反應(yīng)最初2 h內(nèi)葡萄糖的產(chǎn)量取決于底物的比表面積，而與預(yù)處理方式無(wú)關(guān)。劉淑瑞等[13]指出，比表面積能夠直觀地反映纖維之間的結(jié)合面積，比表面積越大，羥基越多，纖維素的親水性越強(qiáng)，有利于纖維素酶的吸附。通過(guò)測(cè)定單因素試驗(yàn)中部分樣品的比表面積的變化情況(數(shù)據(jù)未給出)，發(fā)現(xiàn)預(yù)處理甘蔗渣的比表面積均有顯著增加，其中，由0.07 m2/g(未處理)最大增加到1.07 m2/g，增加了14.29倍。本研究對(duì)酶解初始速率與比表面積的關(guān)系進(jìn)行了初步分析，并且進(jìn)行了擬合，結(jié)果如圖5所示。由圖5可知，酶解初始速率及酶解效率(酶解72 h)都隨著比表面的增大而增加，分別由0.31 g/(L·h)和7.84 %增加到3.72 g/(L·h)和63.4 %。而當(dāng)比表面積超過(guò)0.30 m2/g時(shí)兩者均達(dá)到平衡，可能是由于酶的添加量較少造成的。

2.4 木質(zhì)素對(duì)酶解效率的影響

已有大量文獻(xiàn)探討木質(zhì)素的去除與酶解的關(guān)系[19, 23-24]，Masarin等[19]指出當(dāng)木質(zhì)素去除率達(dá)到37%時(shí)，80 %的纖維素可以被降解。Lee等[23]研究了木粉中木質(zhì)素的去除率和木粉酶解性能之間的關(guān)系，結(jié)果顯示當(dāng)40 %的木質(zhì)素被萃取出時(shí)，90 %以上的纖維素即可被降解。Ko等[24]的研究表明去除20 %～65 %的木質(zhì)素可以顯著提高纖維素的降解性能。

圖6顯示了木質(zhì)素含量對(duì)酶解效率(72 h)的影響。當(dāng)木質(zhì)素由18 %降至11 %時(shí)，酶解效率有顯著的提高，從11 %提高至62 %。然而，當(dāng)木質(zhì)素低于11 %時(shí)，酶解效率達(dá)到平衡，基本不再變化。Nlewem等[25]在研究柳枝稷中殘余木質(zhì)素含量對(duì)酶解效果的影響時(shí)指出：可能存在最優(yōu)的木質(zhì)素含量使得酶解底物產(chǎn)生最大量的可發(fā)酵糖。

圖 5 比表面積對(duì)酶解的影響

圖 6 木質(zhì)素對(duì)酶解效率的影響

3 結(jié) 論

3.1 氫氧化鈉預(yù)處理可以顯著提高甘蔗渣的酶解和發(fā)酵性能，氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)、預(yù)處理時(shí)間和預(yù)處理溫度對(duì)預(yù)處理效果有較大影響，最佳預(yù)處理?xiàng)l件為：處理時(shí)間為11 h、溫度為85 ℃、 NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.5 %。在此優(yōu)化條件下處理的甘蔗渣，纖維素提高了46.16 %，木聚糖和Klason木質(zhì)素分別降低了15.77 %和72.87 %，酶解36 h的還原糖得率為0.69 g/g。

3.2 氫氧化鈉預(yù)處理后甘蔗渣比表面積顯著增加(由原料的0.07 m2/g最大可增加到1.07 m2/g)，有利于酶解初始速率和酶解效率的提高，而當(dāng)比表面積超過(guò)0.30 m2/g時(shí)，酶解效率達(dá)到平衡。

3.3 木質(zhì)素含量的降低有助于酶解效率的提高，當(dāng)木質(zhì)素低于11 %時(shí)，酶解效率達(dá)到平衡。

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Impacts of NaOH Pretreatment on Enzymolysis and Fermentation Performance of Sugarcane Bagasse

ZHANG Xian-bao1， ZHANG Teng1， XIE Wen-hua2， ZHU Ming-jun1

(1. School of Bioscience and Bioengineering,South China University of Technology, Guangzhou 510006, China;2. Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute, Guangzhou 510316, China)

The impacts of different pretreatment conditions on enzymolysis and fermentation performance of sugarcane bagasse(SCB) pretreated by NaOH were investigated by single factor analysis and orthogonal experimental design.The effects of specific surface area and lignin content on enzymolysis of SCB were further studied.The results showed that the pretreatment temperature,time and mass fraction of NaOH significantly affected the enzymolysis and fermentation efficiency of the pretreated SCB.The optimal conditions for NaOH pretreatment were mass fraction of NaOH 4.5 %,11 h and 85 ℃.Under these conditions,the cellulose content of the pretreated SCB reached 56.46 % and increased by 46.16 % compared with the raw SCB. And the xylan and Klason lignin contents reached 20.30 % and 5.79 %,which decreased by 15.77 % and 72.87 %,respectively.The reducing sugar yield reached 0.69 g/g substrate after 36 h enzymolysis.The specific surface area of pretreated SCB significantly increased (the maximum value of 1.07 m2/g from 0.07 m2/g of the raw was obtained),while the lignin content decreased significantly.Both of them were beneficial for the enhancement of the enzymolysis and fermentation efficiency.It was found that when the specific surface area surpassed 0.30 m2/g,the initial enzymolysis rate and final efficiency could reach a balance.Besides,when the the lignin content was lower than 11 %,the enzymolysis efficiency reached a balance.

NaOH pretreatment;sugarcane bagasse;enzymolysis and fermentation

2016-03-08

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51278200， 51478190)；廣東省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(2014A030311014)

張憲寶(1988— )，男，山東泰安人，碩士，主要從事生物質(zhì)能源研究工作

*通訊作者：朱明軍(1969— )，男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槔w維素酒精及工業(yè)廢棄物綜合利用；E-mail:mjzhu@scut.edu.cn。

10.3969/j.issn.1673-5854.2016.06.002

TQ35

A

1673-5854(2016)06-0009-08