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[期刊] 林业科学
[作者]
邹春阳 吴文娟
【目的】以稻草、芦草和竹子中不同结构单元木质素为研究对象，借助耗散型石英晶体微天平（QCM-D）技术，原位、实时探究不同结构单元分离木质素与酶吸附的动态行为，为木质素对生物质酶水解的影响提供理论基础、对木质纤维素的高效利用进行定向调控。【方法】原料化学成分参照标准方法测定，分离木质素结构经红外、凝胶渗透色谱和碱性硝基苯氧化表征，采用原子力显微镜观察木质素薄膜表面形貌，借助QCM-D技术分析纤维素酶在木质素薄膜上的吸附行为。【结果】分离木质素均为GSH型木质素，纯度高，含糖量约10%，分子质量接近，约5 000；硝基苯氧化结果显示，稻草、芦草和竹子中木质素结构单元存在差异，竹子中木质素未缩合单元得率最高，为444.4 g·kg~(-1),S/G比为1∶0.6，芦草、稻草中木质素S/G比均为1∶1.1；经QCM-D分析，竹子木质素薄膜对纤维素酶吸附速率最快、吸附量最大，芦草和稻草木质素薄膜对纤维素酶的吸附速率和最大吸附量相近；停止通酶后，用缓冲液冲洗，纤维素酶附着在木质素上难以被洗脱。酶吸附过程中3种木质素表面均具有较好的黏弹性，且黏弹性差异不大。【结论】稻草、芦草和竹子中木质素对纤维素酶均有明显吸附作用，来源不同的木质素但结构单元相同，对纤维素酶吸附能力相同；木质素结构单元不同，对纤维素酶吸附能力不同。纤维素酶在木质素薄膜表面上结合紧密，难以脱附，S/G比较高的木质素，其纤维素酶吸附能力较强，在纤维素酶水解中产生更多无效吸附，导致葡聚糖转化效率降低。
[期刊] 林业科学
[作者]
蒋康杰 吴文娟 黄丽菁 李家全 黎孔燕
【目的】以杨木、桉木和相思木木质素为原料，探究纤维素酶在不同材种木质素及模拟底物上的吸附行为，为木质纤维原料预处理技术选择和酶水解转化成本降低提供参考。【方法】采用二维核磁方法分析提取木质素的组成结构，应用旋涂法制备木质素及木质素/纤维素生物传感器，并对酶吸附前后的表面形貌进行表征，利用耗散型石英晶体微天平技术原位、实时探究不同材种木质素吸附纤维素酶影响底物酶水解的规律。【结果】杨木、桉木和相思木分离木质素纯度高，均为GS型木质素（杨木、桉木和相思木木质素S/G比分别为1.09、1.73和1.22），木质素结构单元之间的主要连接方式是β—O—4结构。AFM显示，底物水解过程中纤维素酶可均匀分布在底物及木质素表面且结合紧密，酶水解后桉木木质素粗糙度高于杨木和相思木。经QCM-D分析木质素吸附纤维素酶的能力大小为杨木<相思木<桉木。【结论】原料酶水解过程可分为吸附、快速水解、缓慢水解和水解平衡4个阶段。同结构单元类型的木质素对纤维素酶表现出的吸附能力不同，较高S/G比的木质素与纤维素酶之间的非生产吸附越多，导致酶与纤维素之间吸附位点减少，达到最大转化率所需时间更长，水解程度较低。
[期刊] 林业科学
[作者]
沙如意 张沙沙 余瞻 赵福权 蔡成岗 肖竹钱 毛建卫
木质纤维素类生物质是地球上最丰富的可再生资源。为提高木质纤维素类生物质的转化率,提升纤维素酶的水解效率和可发酵性糖产量,降低纤维素酶的使用量和生物质转化成本,对木质纤维素类生物质进行预处理十分必要;然而,木质素、纤维素和半纤维素之间的天然屏障限制了纤维素酶对纤维素组分的酶解。木质纤维素类生物质预处理主要有物理法、化学法、物理化学法和生物法,目前更多采用质量分数小于4%的稀酸法(如盐酸、硫酸和硝酸等,120～210℃)、高温热水法、蒸汽爆破法和液相水热法等,不同预处理方法对木质素或大部分半纤维素的溶解和去除有利于提高纤维素酶的可及性。木质素对纤维素酶解具有明显抑制作用,通过预处理降低木质素含量有利于提高纤维素酶解效率。木质纤维经稀酸或高温热水等预处理后,Klason木质素相对含量反而会增加。在木质纤维素类生物质预处理过程中,木质素液滴可能以假木质素形式沉积于纤维素表面,使其比天然木质素更加抑制纤维素酶解。本研究首先概述生物质预处理过程中木质素液滴和假木质素的形成过程,提出假木质素产生的可能机制,并对其组成和性质进行综述;然后阐述木质素液滴和假木质素对木质纤维酶解的影响;最后总结假木质素形成的调控策略。假木质素的形成过程属于非均相反应过程,受传质扩散(分子水平)和流动(宏观统计水平)的影响,可从介尺度行为研究假木质素的形成机制,同时建立相关模型和理论实现其科学的定量描述和定向调控,这不仅有利于木质纤维素类生物质炼制工艺的发展,也有利于促进跨学科科学规模的形成。
关键词：
木质纤维 假木质素 纤维素酶 生物质
[期刊] 中国林业科学研究院
[作者]
张雪彦
以乙酸木质素为原料,通过定向化学修饰(酯化反应和点击反应)制备多酚型、希夫碱型和半胱氨酸型木质素基离子吸附材料。分别表征了三种离子吸附材料的分子结构与形貌特征,分析了吸附环境因素对材料的重金属离子吸附性能的影响,探究了吸附材料结构与吸附机理/吸附选择性能的内在关系。1.多酚型木质素基吸附材料(GLA)的制备及其Pb(II)吸附选择性研究以乙酸木质素为基体,接枝含多酚结构的没食子酸吸附单元,制备多酚型木质素基吸附材料(GLA),研究对Pb(II)的吸附性能。实验结果表明:(1)GLA的最佳吸附条件为:溶液p
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
李钧洋 霍丽竹 龚著祥 许浩 王宇轩 郭超飞 杨雪娟 罗锡平
【目的】以木质素磺酸钠(SLS)为原料，制备胺化改性的木质素磺酸钠以及共价有机框架聚合物/胺化木质素磺酸钠复合材料，考察它们作为吸附材料对刚果红的吸附性能。【方法】木质素磺酸钠与甲醛、二乙烯三胺经曼尼希反应制得胺化木质素磺酸钠(ASLS)，采用红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对吸附剂的表面官能团和形貌进行了表征。考察刚果红起始质量浓度、ASLS用量、溶液pH、吸附时间等对材料吸附效果的影响；探究ASLS的吸附动力学和循环再生性能。制备富含醌共价有机框架聚合物(AQ-COF)，对比ASLS、AQ-COF、AQ-COF/ASLS材料对刚果红的吸附效果。【结果】FTIR和SEM表征结果显示：木质素磺酸钠成功胺化，ASLS与AQ-COF复合后自组装成棒状纳米结构。ASLS吸附结果表明：刚果红起始质量浓度为200 mg·L~(-1),ASLS用量为70 mg,pH为1～5时，吸附率达95%以上，并在80 min内达到吸附平衡，吸附过程符合准二级吸附动力学模型和Langmuir等温吸附模型，吸附过程主要为化学吸附。30 mg ASLS中添加少量AQ-COF (2 mg)，复合吸附剂吸附率可达80%以上。【结论】胺化改性木质素磺酸钠对刚果红有良好的吸附效果，且具有优秀的再生性能，可以作为刚果红的优良吸附剂；共价有机框架聚合物AQ-COF与ASLS复合制备的复合吸附剂可以提升ASLS对刚果红的吸附能力，表明共价有机框架聚合物在刚果红吸附领域有良好的应用前景。图9表2参25
[期刊] 林业科学研究
[作者]
索风梅 王浩杰 丁中文 徐天森
纤维素酶是天牛体内重要的消化酶类,本文以松墨天牛为对象,研究了该虫肠道纤维素酶随禁食时间、取食时间不同的变化规律。结果显示,随着禁食时间的延长,纤维素酶3种组分酶活性均表现为先升高,后降低;而随着取食时间的延长,松墨天牛体内的纤维素3种组分酶活性变化规律相一致,由开始的低活性逐渐升高,并最终趋于稳定。
关键词：
松墨天牛 纤维素酶 取食条件
[期刊] 林业科学
[作者]
王献玲 方桂珍 戴晓峰 张锐
以微晶纤维素为原料,高碘酸钠作为氧化剂,制备二醛基纤维素(DAC),考察各影响因素对二醛基纤维素制备的影响,采用FTIR、元素分析、XRD以及化学官能团测定等手段对二醛基纤维素的结构进行表征;探讨二醛基纤维素的醛基含量与尿素吸附容量之间的关系,并研究二醛基纤维素对尿素的吸附平衡和吸附动力学。结果表明:高碘酸钠与微晶纤维素的质量比为2.4∶1、反应温度为35℃、反应时间为3.5 h、反应介质的pH为2时,制得二醛基纤维素的醛基含量最大为97.74%。二醛基纤维素对尿素的吸附容量随醛基含量的增加先增大后减小,最大吸附容量为59.23 mg.g-1,是包醛氧淀粉尿素吸附容量的10倍(6 mg.g-1...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
邓立红 肖领平 唐勇 宋先亮
为了促进废纸类生物质资源的回收利用,采用蒸汽爆破、NaClO2处理、NaClO2结合NaOH处理、NaOH处理和氨水浸泡这5种方法对废鞋盒碎片进行预处理,以改善废纸的纤维素酶水解。分析了预处理后废纸中木素和半纤维素含量、纤维的表面结构和结晶度的变化,并探讨了这些变化对纤维素酶水解效果的影响。结果表明:蒸汽爆破预处理对木素和半纤维素的去除效果最好,碱处理对半纤维素的去除效果不好。预处理使原料的表面变得粗糙,尤其是NaOH处理导致的变化最大。预处理后,原料的结晶度有升有降。酶解试验表明木素和半纤维素的含量、原料表面粗糙程度与纤维素酶水解速率之间均不存在明显的相关性。但是结晶度与纤维素酶水解速率关系...
[期刊] 林业科学研究
[作者]
吴晓丽 顾小平 苏梦云 岳晋军
研究了离体后毛竹笋纤维素、木质素含量以及苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)活性的变化。结果显示:笋体纤维素、木质素含量从笋尖到笋基部逐渐增加;PAL、POD活性笋尖明显高于笋基部。离体后贮藏的竹笋纤维素、木质素含量随贮藏时间的延长而增加,在前5d纤维素的增加速度极快,在后5d增加速度明显趋缓,但木质素含量随贮藏时间的延长基本呈匀速态势增加;POD、PAL活性随贮藏时间的延长,活性均显著增加。对离体竹笋进行低温处理(4℃)可显著降低竹笋的PAL、POD活性,减少木质素和纤维素合成,低温对纤维素的影响高于木质素。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
雒珺瑜 崔金杰 辛惠江
【目的】探讨不同生育时期棉花叶片中纤维素和木质素含量与绿盲蝽抗性的关系,为深入研究棉花对绿盲蝽的抗性机制及绿盲蝽综合治理技术体系的构建提供依据。【方法】以田间初步筛选出的27个对绿盲蝽有不同程度抗性的棉花品种(系)为材料,通过网室抗性鉴定和室内纤维素和木质素含量测定分析,系统研究不同棉花品种(系)对绿盲蝽的抗性水平及棉花叶片中纤维素和木质素含量与绿盲蝽抗性的关系。【结果】供试的27个棉花品种对绿盲蝽的抗性水平总体偏低,多数品种抗性不明显或没有抗性。供试的大多数棉花品种叶片纤维素含量在苗期最高,其次是花铃期和蕾期;棉花花铃期叶片纤维素含量随着棉花对绿盲蝽的抗性的增强而显著升高,而苗期和蕾期棉花叶...
关键词：
棉花 纤维素 木质素 绿盲蝽 抗虫性
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
任兰天 唐飞 邵庆勤 宋长刚 刘庆 梅艳艳 张从军
探索建立秸秆化学成分的近红外快速准确检测模型,将有助于秸秆腐熟程度判定及秸秆利用产业在线控制。本研究利用添加堆腐剂对小麦秸秆进行腐熟试验,以腐熟过程中的小麦秸秆样品为研究对象,利用NIRS构建快速检测秸秆主要成分含量的定量检测模型。研究结果显示,可以通过NIRS在短时间内精准检测小麦秸秆腐解过程中纤维素、半纤维素、木质素的含量,定标相关系数Rc分别为0.976 7、0.980 5和0.984 8,矫正相关系数分别为0.984 1、0.987 2和0.989 8,全交互验证相关系数为0.979 8、0.989 2和0.987 3,RPD值分别为4.84、6.57和5.75均>3.0,定标效果良好。
关键词：
小麦秸秆 腐熟 NIRS 纤维素含量
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张双燕 费本华 余雁 程海涛 王传贵
以杉木木材单根纤维为研究对象,采用3种化学方法不同程度地脱除木质素,在细胞水平上,探讨木质素对木材单根纤维拉伸力学性能的影响。结果表明:在干燥状态下,单根纤维的弹性模量随着木质素含量的减少而降低,但整体降低的程度不大,木质素几乎完全脱除时,单根纤维的弹性模量降低约7%;木质素对单根纤维的拉伸强度和断裂伸长率影响显著,都随着木质素含量的减少而增大。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
薛凤莲 林剑 赵广杰 张扬 来雅婷
为改善碱木质素的熔融性能，实现熔融纺丝法制备碱木质素基纤维，以制浆造纸黑液粉末中提取的碱木质素为原料，与不同质量比的聚乙二醇－４００（ＰＥＧ－４００）混合加热，再倒入水中搅拌不同时间后过滤干燥，测定改性处理后碱木质素的热稳定性、黏度及熔融纺丝性能等特征。结果表明：１）在相同搅拌时间时，不同质量比的ＰＥＧ－４００改性处理对灰分含量影响不大，木质素含量随质量比的增加而变少或不变；在相同质量比时，搅拌时间越长，灰分含量越少，木质素含量越多。２）经ＰＥＧ－４００改性处理的碱木质素的热分解温度增加，热稳定性能提高；但随着质量比或搅拌时间的增加，其热分解温度均减少，热稳定性能降低。３）质量比为１∶１和１∶．．．
关键词：
碱木质素 聚乙二醇 熔融性能 纤维
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
林剑 赵广杰
从木质素基碳纤维的制备方法、微细结构和主要性能特征等几个方面,对木质素基碳纤维的研究现状进行了较为全面的归纳,并在此基础上,对今后木质素基碳纤维的研究工作提出了几点建议,旨在使国内的研究者对当前木质素基碳纤维的研究有一个概括性的了解,为科学、高效地利用木质生物质资源提供参考。
关键词：
木质素 碳纤维 制备
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
陈路劼 刘斌 林白雪 何柳 张宁 吴祖建 谢联辉
从福州永泰温泉分离到1株降解纤维素嗜热菌,通过形态特征和16S rDNA序列鉴定,将其命名为地芽孢杆菌(Geobacillussp.)TC-S8.采用3,5-二硝基水杨酸显色法(DNS法)对菌株TC-S8产胞外纤维素酶的发酵条件及酶性质进行研究.在培养基的初始pH为6.5,温度为60℃,装液量20%,接种量2%,摇床转速为120 r.min-1的条件下培养36 h,菌株TC-S8产酶量达到最大(229 mU.mL-1).其分泌的纤维素酶最适作用温度为60-70℃,最适pH为7.0.纤维素酶降解产物主要为葡萄糖,并有少量纤维二糖.
关键词：
嗜热菌 降解纤维素 耐高温纤维素酶
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