發(fā)布時間：2018-05-08 14:34

  本文選題：竹子 + 超聲波��； 參考：《江南大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：脫膠是由竹子制備竹纖維的一道重要工序,竹子致密的結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的成分影響生物酶對竹子的脫膠效率。本論文在生物酶脫膠之前預(yù)先采用超聲波處理竹子,以期破壞竹子復(fù)雜緊密的結(jié)構(gòu),提高脫膠效率,并在此基礎(chǔ)上探討超聲波處理木質(zhì)纖維素材料的作用機理。以纖維素酶作為模型酶,通過單因素試驗確定超聲波處理竹子的參數(shù)范圍。在單因素試驗的基礎(chǔ)上通過正交試驗確定不同生物酶水解竹子時最優(yōu)的超聲波處理參數(shù)。纖維素酶水解時最優(yōu)的超聲波處理參數(shù)為:頻率25KHz,功率650W,浴比1:20,時間10min,脈沖周期3/4,在此條件下處理得到的竹粉經(jīng)纖維素酶水解后生成的還原糖量較原竹粉增加了5.47μg/mL,百分率提高了58.37%;木聚糖酶水解時最優(yōu)的超聲波處理條件為:頻率25KHz,功率700W,浴比1:20,時間15min,脈沖周期3/4,在此條件下處理得到的竹粉經(jīng)木聚糖酶水解后生成的還原糖量較原竹粉增加了0.5μg/mL,百分率提高了8.50%;纖維素酶與木聚糖酶共同水解時最優(yōu)的超聲波處理條件為:頻率25KHz,功率650W,浴比1:20,時間10min,脈沖周期3/4,在此條件下處理得到的竹粉經(jīng)纖維素酶與木聚糖酶共同水解后生成的還原糖量較原竹粉增加了6.84μg/m L,百分率提高了23.34%。實驗結(jié)果表明,纖維素酶與木聚糖酶在共同水解竹子時具有協(xié)同作用,而不同生物酶水解時的最優(yōu)超聲波處理條件有所差異是由生物酶作用底物的的專一性引起的。通過分析手段探討超聲波處理提高酶解效率的相關(guān)機理。經(jīng)分析,超聲波處理之后的竹粉表面形貌發(fā)生改變,結(jié)晶度降低了13.58%,保水值增加了33.38%,但超聲波處理并未引起原有基團的消失或者是新的基團生成。經(jīng)紫外光譜儀分析發(fā)現(xiàn)超聲波處理的液體介質(zhì)中出現(xiàn)水溶性木質(zhì)素類物質(zhì),紅外光譜圖表明液體介質(zhì)中存在與木質(zhì)素、半纖維素、纖維素等物質(zhì)相關(guān)的基團,離子色譜分析結(jié)果表明液體介質(zhì)中存在半乳糖和葡萄糖類物質(zhì)。從被處理底物和處理液體介質(zhì)兩方面解釋了超聲波預(yù)處理提高酶解效率的原因,即超聲波處理通過破壞由纖維素、半纖維素及木質(zhì)素構(gòu)成的復(fù)雜致密結(jié)構(gòu),竹子中的部分物質(zhì)從竹子主體脫離,為生物酶提供了更多的附著位點和空間,從而很大程度的提高了生物酶的水解效率。
[Abstract]:Degumming is an important process in the preparation of bamboo fiber from bamboo. The dense structure and complex composition of bamboo affect the degumming efficiency of bamboo by biological enzymes. In order to destroy the complex and compact structure of bamboo and improve the efficiency of degumming, the mechanism of ultrasonic treatment of lignocellulosic materials was discussed in this paper. Using cellulase as model enzyme, the parameter range of ultrasonic treatment of bamboo was determined by single factor experiment. On the basis of single factor experiment, the optimum ultrasonic treatment parameters of bamboo hydrolyzed by different biological enzymes were determined by orthogonal test. The optimum ultrasonic treatment parameters for cellulase hydrolysis are as follows: frequency 25kHz, power 650W, bath ratio 1: 20, time 10 min, pulse cycle 3 / 4. Under these conditions, the amount of reducing sugar produced by cellulose hydrolysis of bamboo powder is higher than that of raw bamboo powder. 5.47 渭 g / mL, percentage increased 58.37.The optimum ultrasonic treatment conditions for xylanase hydrolysis were as follows: frequency 25kHz, power 700W, bath ratio 1: 20, time 15min, pulse period 3 / 4. Under these conditions, the reduced sugar produced by xylanase hydrolysis of bamboo powder was obtained. The optimum ultrasonic treatment conditions for the hydrolysis of cellulase and xylanase were as follows: frequency 25 kHz, power 650 W, bath ratio 1: 20, time 10 min, pulse period 3 / 4. The amount of reducing sugar produced by cellulose and xylanase hydrolysis was increased by 6.84 渭 g / mL, and the percentage was increased by 23.34% compared with the original bamboo powder. The results showed that cellulase and xylanase had synergistic effect in the hydrolysis of bamboo, and the optimum ultrasonic treatment conditions of different bioenzymes were caused by the specificity of the substrate. The mechanism of ultrasonic treatment to improve the efficiency of enzymatic hydrolysis was discussed by means of analysis. After analysis, the surface morphology of bamboo powder changed after ultrasonic treatment, the crystallinity decreased by 13.58, the water retention value increased by 33.38, but ultrasonic treatment did not cause the disappearance of the original group or the formation of new group. By ultraviolet spectrometer analysis, it was found that water-soluble lignin was found in the liquid medium treated by ultrasonic wave. The infrared spectrum showed that there were some groups related to lignin, hemicellulose, cellulose and other substances in the liquid medium. The results of ion chromatography showed that galactose and glucose existed in liquid medium. The reason why ultrasonic pretreatment can improve the enzymatic hydrolysis efficiency is explained from the aspects of treated substrate and treated liquid medium, that is, ultrasonic treatment destroys the complex dense structure made up of cellulose, hemicellulose and lignin. Some substances in bamboo are separated from the main body of bamboo, which provides more attachment sites and spaces for biological enzymes, thus greatly improving the hydrolysis efficiency of biological enzymes.
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TS102.1

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本文編號：1861783