结合KOH、SDS与微波预处理技术，提升农业废弃物生物质的脱木质素效率，以应用于第二代生物精炼领域

《Biotechnology Letters》：Integrated KOH–SDS–microwave pretreatment for enhanced delignification of agro-waste biomass for second-generation biorefinery applications

　　

摘要

木质纤维素生物质是地球上最丰富的可再生原料，由多种聚合物（包括糖类和芳香族化合物）构成，因此是一种非常适合用于开发高附加值产品的可持续资源。由于形成了木质素-碳水化合物基质，天然存在的生物质结构极为复杂且坚韧，这使其更难以处理。因此，需要通过预处理去除木质素，以提高酶的作用效率。根据生物质的类型，会选择特定的预处理方法。众所周知，结合两种或多种不同的预处理策略能够有效降低其复杂性。在本研究中，采用了一种综合方法，即使用1%的KOH和0.5%的SDS，并搭配不同的微波功率水平（100W至450W），对豌豆荚和水葫芦农业废弃物进行预处理，以实现有效的脱木质素效果。表征研究结果显示，在450W的功率下，豌豆荚的脱木质素率可达约93%，而水葫芦的脱木质素率可达约97%。尽管XRD、FTIR和FE-SEM分析显示，随着功率的增加，两种生物质样本的结晶度指数上升，纤维素峰保持稳定，但裂纹增多且表面变得更粗糙，这些均表明该预处理方法的有效性。豌豆荚中纤维素的回收率在98.80%至79.25%（重量/重量）之间，水葫芦的回收率则在95.02%至56.08%（重量/重量）之间，这两者都与浆液中释放的总还原糖含量相关。总体而言，本研究展示了一种综合的物理化学处理方法，为从各种生物质中去除无定形区域提供了一种高效且可重复的预处理途径。

图形摘要