離子液體在細(xì)菌纖維素低成本碳源制備中的應(yīng)用.pdf

1、細(xì)菌纖維素（Bacterial cellulose，簡稱BC）是由微生物產(chǎn)生的超納米結(jié)構(gòu)纖維素，與自然界存在的植物纖維素相比，具有純度高、結(jié)晶度高、吸水性強、抗張強度好、生物適應(yīng)性強等優(yōu)點。由于細(xì)菌纖維素存在上述等優(yōu)點，目前已被廣泛應(yīng)用于粘合劑、造紙、食品、醫(yī)學(xué)材料、音響設(shè)備振動膜等領(lǐng)域。由于細(xì)菌纖維素的廣泛應(yīng)用，因此它有廣闊的發(fā)展空間。然而細(xì)菌纖維素產(chǎn)量低、成本高，以至于限制了它的工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模。目前研究主要通過優(yōu)良生產(chǎn)菌株和優(yōu)化發(fā)酵工

2、藝降低生產(chǎn)成本。于此同時，廉價碳源也可以作為降低細(xì)菌纖維素生產(chǎn)成本的一種方法。本實驗采用秸稈作為發(fā)酵碳源，秸稈屬于木質(zhì)纖維素資源，是農(nóng)作物的副產(chǎn)品，大約含有30％的纖維素。但是未經(jīng)處理的秸稈酶解效率低，必須采用特殊的方法對秸稈進(jìn)行預(yù)處理，才能解除木質(zhì)素對纖維素的包裹，進(jìn)而利于纖維素水解為可發(fā)酵性糖。
　　本實驗采用綠色溶劑離子液體[AMIM]Cl對稻稈，麥稈、玉米稈、棉布進(jìn)行預(yù)處理。經(jīng)過實驗得到秸稈和棉布的最佳預(yù)處理條件為:最佳秸

3、稈濃度為3％;棉布為10％;秸稈的最佳目數(shù)，稻稈:40-60目;麥稈:混合目數(shù);玉米稈:混合目數(shù);稻稈、麥稈、玉米稈的最佳預(yù)處理時間和溫度分別為，110℃處理1h，1.5 h，1h。棉布的最佳處理溫度為110℃;處理后的秸稈、棉布酶解糖得率與未經(jīng)處理的秸稈、棉布相比:稻稈，糖得率提高0.9倍;麥稈，糖得率提高2.6倍;玉米桿，糖得率提高1.95倍;棉布，糖得率提高5.7倍。
　　同時，實驗還從三個角度分析了秸稈酶解效率提高的原因:

4、紅外光譜證明離子液體具有抽提秸稈中纖維素的能力;X-射線衍射表明預(yù)處理后秸稈的結(jié)晶度比未處理的秸稈低;SEM照片顯示稻稈，麥稈表面的凸起在離子液體預(yù)處理的過程中被打穿，出現(xiàn)孔洞，提供了更多酶接觸位點。
　　最后，將預(yù)處理后的秸稈和棉布酶解液用來制備細(xì)菌纖維素，實驗結(jié)果表明脫毒后的酶解液可以制備得到細(xì)菌纖維素，紅外分析顯示得到的細(xì)菌纖維素是純纖維素，相比于水和緩沖液，秸稈酶解液培養(yǎng)得到的細(xì)菌纖維素含水率低，產(chǎn)量高（玉米稈除外），結(jié)晶