氧氣-離子液體預(yù)處理對麥草酶解效率的影響

陳德坤　陳嘉川　楊桂花　王　強(qiáng)　賈廷鵬　劉姍姍

(齊魯工業(yè)大學(xué)制漿造紙科學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東濟(jì)南,250353)

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·麥草預(yù)處理·

氧氣-離子液體預(yù)處理對麥草酶解效率的影響

陳德坤陳嘉川*楊桂花王強(qiáng)賈廷鵬劉姍姍

(齊魯工業(yè)大學(xué)制漿造紙科學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東濟(jì)南,250353)

以麥草為原料,探討了氧氣(O2)-離子液體(1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽，[Emim]Ac)預(yù)處理工藝條件,以期提高麥草的酶解效率。結(jié)果顯示,較適宜的O2-[Emim]Ac預(yù)處理?xiàng)l件為：固液比1∶1.5,氧壓0.4 MPa,溫度130℃，處理時間6 h。在此條件下,經(jīng)過O2-[Emim]Ac預(yù)處理的麥草酶解(酶解條件為：纖維素酶用量30 U/g原料,酶解時間72 h)還原糖得率為65.1%,高于未經(jīng)預(yù)處理麥草酶解還原糖得率5倍以上。掃描電鏡、X射線衍射和紅外光譜分析表明,O2-[Emim]Ac預(yù)處理后麥草纖維表面粗糙,孔隙增加,結(jié)構(gòu)疏松,結(jié)晶度降低12.6%。

麥草；離子液體；氧氣；酶解

近10年來尋找可再生的替代能源成為世界各國的研究熱點(diǎn)[1]。生物質(zhì)能源已經(jīng)成為世界排位僅次于煤炭、石油和天然氣的第四大能源。研究發(fā)展生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè),符合我國資源環(huán)境和諧發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。木質(zhì)纖維素可轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵糖(如葡萄糖和木糖),從而被認(rèn)為是有前途的生物質(zhì)燃料和生物基產(chǎn)品材料。纖維素是木質(zhì)纖維原料的主要組分,可通過纖維素酶水解為葡萄糖。但酶解反應(yīng)受孔隙率、纖維可及度、纖維比表面積、纖維素結(jié)晶度和木素含量的影響[2-3],因此,纖維素酶水解前需要進(jìn)行預(yù)處理以降低纖維素的結(jié)晶度和提高纖維的孔隙率。不同的預(yù)處理方法可用于提高纖維素材料的孔隙率,其中稀酸法[4]或堿法[5]是最常用的,同時蒸汽爆破[6]、氨蒸汽爆破[7]、濕氧法[8]、臭氧法等[9]具有較大的發(fā)展?jié)摿?但這些方法需要的設(shè)備成本較高,能耗也較高。因此,探尋提高生物質(zhì)利用效率、降低預(yù)處理成本的方法和技術(shù)是目前科學(xué)研究的熱點(diǎn)。

2002年,Swatloski等人[10]發(fā)現(xiàn)纖維素?zé)o需活化即可直接溶解在離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽([Bmim]Cl)中,為纖維素的溶劑體系開辟了一個新領(lǐng)域。離子液體是有機(jī)鹽,由于其高的熱穩(wěn)定性和不揮發(fā)性,與易揮發(fā)和不穩(wěn)定的有機(jī)溶劑相比,離子液體成為具有吸引力的溶劑。隨著對離子液體的深化研究,已發(fā)現(xiàn)多種離子液體可溶解纖維素?；诂F(xiàn)有的研究報道,離子液體1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽([Emim]Ac)是纖維素較好的溶劑[11-12],其特點(diǎn)是無毒、無腐燭性、常溫下呈液態(tài)、黏度低、對纖維素溶解能力較強(qiáng),因此其在纖維素溶解加工及制備纖維素纖維方面具有較好的應(yīng)用前景。本實(shí)驗(yàn)選用氧氣(O2)-離子液體([Emim]Ac)對麥草進(jìn)行預(yù)處理,優(yōu)化預(yù)處理工藝條件,以提高麥草酶解效率。通過掃描電鏡、X射線衍射和紅外光譜分析,探索預(yù)處理前后麥草的化學(xué)結(jié)構(gòu)和結(jié)晶度變化,旨在為生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化利用提供理論指導(dǎo)。

1　實(shí)　驗(yàn)

1.1原料

麥草取自山東省濟(jì)南市郊區(qū),收集之后,研磨成粉末(40～60目),在恒溫干燥箱內(nèi)干燥備用。離子液體[Emim]Ac由成捷化學(xué)有限公司提供(上海)。商業(yè)用纖維素酶,購自雅客生物科技公司。

1.2O2-[Emim]Ac預(yù)處理

取2 g絕干麥草粉放入反應(yīng)釜中,加入離子液體[Emim]Ac,固液比為1∶1.5,攪拌均勻。再向反應(yīng)釜中加入不同壓力的O2，在不同條件下預(yù)處理麥草。反應(yīng)過程中,反應(yīng)釜不斷旋轉(zhuǎn),保證反應(yīng)的均勻性。反應(yīng)結(jié)束后,加水終止反應(yīng),并用去離子水過濾,回收麥草?；厥盏柠湶莘胖糜诤銣馗稍锵鋬?nèi)烘干備用。

1.3酶解工藝

分別稱取0.2 g反應(yīng)前后麥草粉于兩個25 mL錐形瓶中,加入pH值4.8的緩沖液,加入纖維素酶,酶用量為30 U/g原料,在45℃和120 r/min下的恒溫振蕩鍋中進(jìn)行酶解,在規(guī)定時間內(nèi)分別移取各個時間段的酶解液,離心,取上清液，用DNS法檢測其還原糖含量。

1.4原料分析

(1)水分含量測定:參照GB/T2677.2—1993造紙?jiān)纤值臏y定。

(2)灰分含量測定:參照GB/T2677.3—1993造紙?jiān)匣曳值臏y定。

(3)綜纖維素含量測定:按照GB/T2677.進(jìn)行苯醇抽提;參照GB/T2677.10—1995造紙?jiān)匣曳值臏y定。

(4)Klason木素含量測定:參照GB/T2677.8—1994造紙?jiān)纤岵蝗苣舅氐臏y定；酸溶木素的測定采用Klason木素測定的水解濾液,用730紫外分光光度計(jì)測定濾液的吸光值,吸光系數(shù)取110 L/(g·cm)，經(jīng)計(jì)算得到。

(5)聚戊糖含量測定：參照GB/T2677.9—1994造紙?jiān)暇畚焯堑臏y定。

(6)纖維素含量為綜纖維素減去聚戊糖的含量。

1.5葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

圖1為葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線。以下實(shí)驗(yàn)均采用該標(biāo)準(zhǔn)方程計(jì)算葡萄糖含量：y=0.0742x+0043,相關(guān)系數(shù)R=0.9988。式中,y為葡萄糖含量，mg/mL；x為吸光度。

圖1　葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線

1.6分析方法

纖維形貌觀察用FEI公司的Quanta 200環(huán)境掃描電子顯微鏡；纖維素結(jié)晶度測定采用德國布魯克AXS公司的D8-ADVANCE射線衍射儀；還原糖測定采用美國安捷倫公司的DR/4000V分光光度計(jì)；紅外光譜檢測采用日本島津公司的IRPrestige-21傅里葉紅外光譜儀。

2　結(jié)果與討論

2.1單因素實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)探討了O2-[Emim]Ac預(yù)處理麥草過程中各參數(shù)對酶解效率的影響,并優(yōu)化了單因素預(yù)處理?xiàng)l件。

2.1.1氧壓

取絕干麥草粉2 g,按固液比1∶1.5加入離子液體[Emim]Ac,在處理溫度120℃和處理時間6 h的條件下,改變氧壓,探討了不同氧壓預(yù)處理下麥草酶解還原糖得率,氧壓對麥草酶解還原糖得率的影響見圖2。

圖2中數(shù)據(jù)顯示,隨著預(yù)處理氧壓的增加,麥草酶解還原糖得率出現(xiàn)先升高后平緩下降的趨勢。當(dāng)預(yù)處理氧壓從0.2 MPa增加到0.4 MPa時,麥草酶解還原糖得率提高幅度較大,當(dāng)預(yù)處理氧壓為0.6 MPa時,麥草酶解還原糖得率增加緩慢。因此,較適宜的預(yù)處理氧壓為0.4 MPa。

圖2　氧壓對麥草酶解還原糖得率的影響

圖3　處理時間對麥草酶解還原糖得率的影響

圖4　處理溫度對麥草酶解還原糖得率的影響

2.1.2處理時間

取絕干麥草粉2 g,按固液比1∶1.5加入離子液體[Emim]Ac,在預(yù)處理氧壓0.4 MPa和溫度120℃的條件下,改變預(yù)處理時間,探討了不同預(yù)處理時間下麥草酶解還原糖的得率,預(yù)處理時間對麥草酶解還原糖得率的影響見圖3。

從圖3可以看出,在預(yù)處理時間2～4 h范圍內(nèi)時,酶解還原糖得率顯著增加,4～6 h范圍增加緩慢，當(dāng)預(yù)處理時間超過6 h后,酶解還原糖得率有所降低,而且預(yù)處理底物顏色較深,因此處理時間不宜過長,6 h較適宜。

2.1.3處理溫度

取絕干麥草粉2 g,按固液比1∶1.5加入離子液體,在氧壓0.4 MPa和處理時間4 h的條件,改變處理溫度,探討了不同處理溫度下麥草酶解還原糖的得率,處理溫度對麥草酶解還原糖得率的影響見圖4。

圖4中數(shù)據(jù)表明,在110～130℃范圍內(nèi),酶解還原糖得率增加明顯,當(dāng)處理溫度為140℃時,酶解還原糖得率變化緩慢,因此,較適宜的處理溫度為130℃。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,O2-[Emim]Ac預(yù)處理麥草較適宜條件為：氧壓0.4 MPa,處理溫度130℃,處理時間6 h。

2.2預(yù)處理對麥草各組分的影響

實(shí)驗(yàn)探討了O2-[Emim]Ac預(yù)處理對麥草各組分及酶解還原糖得率的影響,結(jié)果見表1。

表1　預(yù)處理對麥草組分及酶解還原糖得率的影響　%

注氧壓0.4 MPa,處理時間6 h,處理溫度130℃。

由表1可知,麥草經(jīng)O2-[Emim]Ac預(yù)處理后,纖維素含量由41.4%上升到61.2%,增加幅度為47.8%,半纖維素含量由23.6%下降到17.4%,降低幅度為26.2%,木素含量降低了35.1%。預(yù)處理后的麥草在纖維素酶用量30 U/g原料、酶解時間72 h條件下，酶解還原糖得率增加到65.1%,高于未經(jīng)預(yù)處理的麥草酶解還原糖得率5倍多。在GONG[13]的研究中，單獨(dú)堿處理麥草,當(dāng)堿用量為4%時,酶水解率僅為39.9%,O2-[Emim]Ac預(yù)處理方法相對單獨(dú)堿處理較大提高了麥草酶解效率。在預(yù)處理過程中由于采用了弱堿性離子液體和相對較低的溫度(130℃),有效避免了纖維素的堿性水解和剝皮反應(yīng),使大部分高聚糖在預(yù)處理過程中保留下來。在O2氛圍下,氧分子從堿性狀態(tài)木素的酚氧負(fù)離子脫去電子,產(chǎn)生酚氧自由基,氧分子變成負(fù)離子自由基,然后進(jìn)行一系列反應(yīng),木素發(fā)生降解。在反應(yīng)體系中氧的負(fù)離子自由基可以轉(zhuǎn)化成為一系列含氧活性反應(yīng)因子,它們的存在是提高木素脫除的重要因素[14]。同時該反應(yīng)是在一個弱堿環(huán)境下進(jìn)行的,木素結(jié)構(gòu)破壞的程度較小,因此較好的實(shí)現(xiàn)了木素與纖維素、半纖維素的分離。對于半纖維素而言,由于其具有分枝結(jié)構(gòu)、大分子聚合度低、聚集態(tài)呈無定形等特征,相對于纖維素較易降解。O2-[Emim]Ac預(yù)處理脫除部分木素后,離子液體[Emim]Ac處理使其結(jié)晶度大大降低,無定形區(qū)增大,預(yù)處理后的麥草纖維暴露出更大的表面積,這些因素共同促進(jìn)了酶解速率,使麥草酶解還原糖得率大幅提高。

2.3預(yù)處理前后麥草纖維表面形貌變化

預(yù)處理前后麥草纖維表面形貌變化見圖5。

由圖5可見,未經(jīng)預(yù)處理的麥草纖維結(jié)構(gòu)致密,表面覆蓋有不規(guī)則的蠟質(zhì)層,纖維表面較為光滑。而經(jīng)O2-[Emim]Ac預(yù)處理后,麥草纖維表面出現(xiàn)粗糙、凹凸不平、多孔、疏松等現(xiàn)象,原因可能是O2氛圍下,離子液體[Emim]Ac更加容易破壞纖維素內(nèi)部氫鍵[15],有利于離子液體溶解麥草纖維,從而增加后續(xù)纖維素酶與麥草纖維的接觸面積,提高酶解效率。

圖5　預(yù)處理前后麥草纖維表面形貌變化

圖6　預(yù)處理前后麥草的FT-IR譜圖

吸收峰波數(shù)/cm-1基團(tuán)振動說明3400～3500O—H伸展(氫鍵)振動3100～3400O—H伸展(氫鍵)振動2900C—H伸展振動1636H—O—H變形振動(吸附水)1596苯環(huán)伸展振動(木素)1506苯環(huán)伸展振動(木素)1426CH2剪(纖維素)、CH3彎曲(木素)、CO伸展振動(木素)1370芳環(huán)OH彎曲1319O—H平面內(nèi)形變(纖維素)1282CO伸縮振動1160C—O—C不對稱伸展振動(纖維素和半纖維素)1110O—H締合光帶(纖維素和半纖維素)1060C—O伸展振動(纖維素和半纖維素)1034CO伸展振動(纖維素、半纖維素和木素)898異頭碳(C1)振動664OH面外彎曲

2.4傅里葉紅外光譜(FT-IR)檢測

利用FT-IR對預(yù)處理前后的麥草進(jìn)行定性分析,FT-IR譜圖見圖6,麥草中各功能基團(tuán)對應(yīng)紅外吸收峰值見表2。

由表2可知,3400、2900、1160 cm-1處分別代表纖維素分子中O—H伸縮振動、C—H伸縮振動、及C—O—C不對稱伸縮振動,為纖維素的特征吸收峰,觀察預(yù)處理前后麥草FT-IR譜圖發(fā)現(xiàn),在這三處仍有明顯的吸收峰,只是峰的強(qiáng)度略有不同,這說明纖維素在反應(yīng)過程中沒有發(fā)生衍生化反應(yīng)。在木素的苯環(huán)特征峰1596、1506和1426 cm-1處,吸收峰強(qiáng)度顯著下降,這表明在預(yù)處理過程中,木素結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)發(fā)生了開裂。這可能是因?yàn)闊o論是自由基還是單線態(tài)氧,都具有強(qiáng)親電性,而在木素結(jié)構(gòu)中,苯環(huán)電子云密度大,且多與側(cè)鏈形成π-π、P-π共軛,因此更容易發(fā)生反應(yīng)造成價鍵斷裂,使得木素降解成碎片[16]。木素的脫除有助于麥草纖維暴露出更大的表面積,利于后續(xù)酶解的進(jìn)行。

2.5預(yù)處理對纖維素結(jié)晶度的影響

纖維結(jié)晶區(qū)是纖維分子間通過規(guī)則的氫鍵排列連接,總體表現(xiàn)出晶體的特征,計(jì)算纖維素結(jié)晶度的方法主要包括：X射線衍射、紅外光譜法以及拉曼光譜法等,較常見的計(jì)算方法是利用X射線衍射,對纖維素Ⅰ結(jié)晶度用Segal經(jīng)驗(yàn)法[17]計(jì)算。

式中,CI為結(jié)晶度；I002為纖維素結(jié)晶區(qū)衍射峰的衍射強(qiáng)度；Iam為無定形區(qū)衍射強(qiáng)度(對纖維素Ⅰ,2θ=18°)。

預(yù)處理前后麥草纖維的結(jié)晶度變化見圖7。

圖7　預(yù)處理前后麥草纖維的結(jié)晶度變化

纖維素的結(jié)晶度是指纖維素構(gòu)成的結(jié)晶區(qū)占纖維素整體的百分率,它反映纖維素聚集時形成結(jié)晶的程度[18]。由圖7可知，未經(jīng)預(yù)處理的麥草纖維結(jié)晶度為44.49%,經(jīng)O2-[Emim]Ac預(yù)處理后麥草纖維結(jié)晶度為31.88%,結(jié)晶度降低了12.61%,纖維素結(jié)晶度的降低有利于纖維素酶水解,這也是預(yù)處理后麥草纖維酶水解效率提高的原因。

3　結(jié)　論

以麥草為原料,探討了氧氣(O2)-離子液體(1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽，[Emim]Ac)預(yù)處理工藝條件對麥草酶解效率的影響。

(1)在固液比1∶1.5條件下,O2-[Emim]Ac預(yù)處理麥草較適宜的條件為：處理溫度130℃,氧壓0.4 MPa,處理時間6 h。

(2)在溫度130℃,氧壓0.4 MPa,處理時間6 h的條件下預(yù)處理后,麥草酶解的還原糖得率為65.1%,高于未經(jīng)預(yù)處理麥草酶解還原糖得率的5倍多。

(3)經(jīng)O2-[Emim]Ac預(yù)處理后麥草纖維表面粗糙、多孔、疏松,纖維素結(jié)晶度降低了12.61%,纖維的可及度的提高和纖維結(jié)晶度的降低均有利于后續(xù)麥草纖維酶水解效率,進(jìn)而表現(xiàn)出較高的酶解性能。

[1]Bemdesa G, Hoogwijkb M, Vail Den Broekc R. The contribution of biomass in the future global energy supply a review of 1 7 studies[J]. Biomass and Bioenergy, 2003, 25: 1.

[2]Mosier N, Elander R, Holtzapple M, et al. Features of promising technologies for pretreatment of lignocellulosic biomass[J]. Bioresour & Technol, 2005, 96: 673.

[3]Hendriks, Zeeman G. Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass[J]. Bioresour & Technol, 2009, 100: 10.

[4]CAO Xiu-hua, RUAN Qi-cheng, LIN Hai-hong, et al. Progress of pretreatment of lognocellulosic materials for bioethanol production[J]. Plant Fiber Sciences in China, 2010(5): 293.

曹秀華, 阮奇城, 林海紅, 等. 纖維燃料乙醇預(yù)處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 中國麻業(yè)科學(xué), 2010(5): 293.

[5]ZHANG Xin, LIU Yan. Advance of Lignocelluloses Pretreatment Technology[J]. Journal of Cellulose Science and Technology, 2005(2): 54.

張鑫, 劉巖. 木質(zhì)纖維原料預(yù)處理技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 纖維素科技與技術(shù), 2005(2): 54.

[6]MENG Zhuo, ZHENG Zheng, YANG Shi-guan, et al. Status Quo of Research on Pretreatment of Lignocellulose[J]. Sichuan Environment, 2007(4): 113.

孟卓, 鄭正, 楊世關(guān), 等. 木質(zhì)纖維素原料預(yù)處理技術(shù)研究近況[J]. 四川環(huán)境, 2007(4): 113.

[7]Kim T H, Lee Y Y. Pretreatment and fractionation of corn stover by ammoniarecyle percolation process[J]. Bioresource Technology, 2005, 96(18): 2007.

[8]ZHAO Lü, LI Zhi-guang, LI Hui-yong, et al. Research Progress on Pretreatment Technologies of Lignocellulose[J]. Chemistry & Bioengineering, 2007, 24(5): 5.

趙律, 李志光, 李輝勇, 等. 木質(zhì)纖維素預(yù)處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. Chemistry & bioengineering, 2007, 24(5): 5.

[9]Stiether H, Ahmad S R, Ota M, et al. Effect of steam explosion pretreatment on pore size and enzymatic hydrolysis of poplar[J]. Applied Chenistry Biotechnology, 1978, 28: 296.

[10]Swatloski R P, Spear S K. Dissolution of cellulose with ionic Iiquids[J]. J. Am.Chem. Soc., 2002, 124(18): 4974.

[11]Hermanutz F, Gahr F, Uerdingen E, et al. New Developments in Dissolving and Processing of Cellulose in Ionic Liquids[J]. Macromol Symp, 2008, 262(1): 23.

[12]LI Feng-feng, CHEN Jia-chuan, PANG Zhi-qiang, et al. Influnece of Ionic Liquids Treatment on Enzymatic Bleaching Properties of Pulp[J]. Chemistry and Industry of Forest Products, 2015, 35(4)： 79.

李鳳鳳, 陳嘉川, 龐志強(qiáng), 等. 離子液體預(yù)處理對紙漿酶漂效果的研究[J]. 林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè), 2015, 35(4)： 79.

[13]GONG Hai-yong. Enzymatic Hydrolysis of Wheat Straw Under Pretreatment of Ionic Liquid and Alkali Extraction[D]. Xi’an: Shaanxi University of Science & Technology, 2011.

鞏海永. 堿-離子液體【BMIM】C1預(yù)處理對麥草酶水解糖化的影響研究[D]. 西安： 陜西科技大學(xué), 2011.

[14]LI Feng-feng, CHEN Jia-chuan, ZHANG Zhi-li, et al. Solubility of Poplar Power in 1-Ethyl-3-methyl Imidazole Acelate[J]. Chemistry and Industry of Forest Products, 2015, 35(5)： 22.

李鳳鳳, 陳嘉川, 張志禮, 等. 楊木粉在EmimAC離子液體中溶解性能的研究[J]. 林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè), 2015, 35(5)： 22.

[15]Zhang Zhili, Chen Jiachuan, LI Feng-feng, et al. Study on Recovery Performance of Recycled Plant Fiber[J]. Paper and Paper Making, 2015, 34(3)： 39.

張志禮, 陳嘉川, 李鳳鳳, 等. 再生植物纖維性能恢復(fù)的研究進(jìn)展[J]. 紙和造紙, 2015, 34(3)： 39.

[16]Zhang Zhili, Chen Jiachuan, Pang Zhiqiang, et al. Ionic Liquids as a New Platform for Fiber Brittleness Removal[J]. BioResources, 2015, 10(4): 6565.

[17]LIN Chun-xiang, ZHAN Huai-yu, LIU Ming-hua, et al. Homogeneous Graft Copolymerization of Cellulose Using an Ionic Liquid as a Reaction Medium[J]. China Pulp & Paper, 2009, 28(2): 32.

林春香, 詹懷宇, 劉明華, 等. 纖維素在離子液體中的均相接枝共聚[J]. 中國造紙, 2009, 28(2): 32.

[18]XU Yong-jian, WANG Jiao. Application of Ionic Liquids in the Pulp and Paper and the Cellulose Industries[J]. China Pulp & Paper, 2011, 30(6): 58.

(責(zé)任編輯：常青)

Improving Enzymatic Hydrolysis Efficiency of Wheat Straw by Oxygen-ionic Liquid [Emim]Ac Pretreatment

CHEN De-kunCHEN Jia-chuan*YANG Gui-huaWANG QiangJIA Ting-pengLIU Shan-shan

(KeyLabofPaperScienceandTechnologyofMinistryofEducation,QiluUniversityofTechnology,Ji’nan,ShandongProvince, 250353)

(*E-mail: chenjc@qlu.edu.cn)

The combined pretreatment of oxygen and ionic liquid [Emim]Ac to improve the enzymatic hydrolysis efficiency of wheat straw was investigated in this paper. Results showed that the optimal conditions were: ratio of solid to liquid 1∶1.5, oxygen pressure 0.4 MPa, temperature 130 ℃ and treatment time 6 h. Under such conditions, the reducing sugar yield of 65.1% was obtained at cellulase dosage of 30 U/g and enzymatic hydrolysis time 72 h, which was 5 times higher than the unpretreated raw material. Characterization of the treated wheat straw by SEM, XRD and FT-IR analysis showed that its surface became rough and porous, and the crystallinity decreased by 12.6%.

wheat straw; ionicoliquid; oxygen; enzymatic hydrolysis

陳德坤先生，在讀碩士研究生；主要從事生物質(zhì)資源化方面的研究。

2016- 01- 07(修改稿)

本課題得到國家自然科學(xué)基金(31270626,31270627,31370580,31470602)、山東省重大科技專項(xiàng)(2014ZZCX09101,2015ZDZX-09002)、泰山學(xué)者工程專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)的資助。

陳嘉川先生,E-mail:chenjc@qlu.edu.cn。

TS721+.1

ADOI：10.11980/j.issn.0254- 508X.2016.06.007