热碱预处理对菊芋茎秆组成和酶水解影响

为了深入了解菊芋茎秆用于生物能源转化的潜力，在对菊芋茎秆的全秆、韧皮以及髓芯的组成分析基础上，采用不同浓度的naoh在121℃对菊芋茎秆进行预处理，并对预处理后的茎秆进行酶水解。结果表明：菊芋茎秆具有较高木质素含量(32.0%)，且韧皮中木质素含量最高；茎秆中碳水化合物总含量与传统农作物秸秆相当，但纤维素含量相对较高(40.5%)，半纤维含量相对较低(19.6%)。经不同浓度naoh预处理后，相对于未处理茎秆，全秆、韧皮以及髓芯中木质素含量分别降低13.1%–13.4%、8.3%–13.5%和19.9%–27.2%，半纤维素含量分别降低了87.8%–96.9%、87.6%–95.0%和74.0%–90.2%。纤维素含量在全秆、韧皮和髓芯中相应增加了56.5%–60.2%、52.2%–55.4%和62.7%–73.2%。酶水解的结果显示，增加预处理过程中naoh的浓度，全秆和韧皮的水解率可被提高2.3–2.6倍和10.3–18.5倍。虽然热naoh预处理可以有效地改善髓芯水解性能，但经过高浓度的naoh(2.0mol/l)预处理，髓芯的水解性能下降明显。由此可见，菊芋用于生物能源转化技术中，热碱法可较好地适用于菊芋秸秆预处理。提高碱浓度，有利于半纤维素和木质素的去除，并实现酶水解糖化产率的提高。但鉴于碱浓度过高会造成髓芯糖产率降低，热碱预处理菊芋秸秆工艺条件需进一步优化。