Page 143 - 《精细化工》2023年第12期

第 12 期 肖志伟，等: 枯草芽孢杆菌发酵甘草渣产 2,3-丁二醇和乙偶姻 ·2685·

表 1 不同浓度碱溶液及 EOAA-稀碱溶液预处理甘草渣
Table 1 Pretreatment of licorice residue by alkali or EOAA-
alkali solutions with various concentrations
预处理 固体 纤维素 半纤维素 木质素
条件 回收率/% 回收率/% 回收率/% 去除率/%
A 1 82.1±1.0 93.4±1.2 82.3±1.6 27.4±2.7
85.3±0.5 96.4±2.0 83.8±1.7 23.4±1.3
A 2
76.6±0.7 90.4±0.9 77.3±0.8 36.1±2.0
B 1
B 2 82.7±1.9 96.8±0.7 81.7±1.0 27.1±2.7
C 1 70.7±0.6 93.6±2.1 72.6±0.0 40.8±2.5
80.2±0.8 97.7±0.3 84.3±0.5 31.4±3.1
C 2
61.6±0.3 90.8±2.8 57.5±1.9 44.4±2.7
D 1
D 2 78.1±2.1 93.6±0.7 80.4±2.1 32.1±1.5

由表 1 可看出，在稀碱预处理过程中，随着碱
溶液浓度（或质量分数）的增大，木质素去除效果
提高。用质量分数 2%的 NaOH 水溶液预处理后，
残渣中木质素去除率最高，达 44.4%±2.7%。相较于
预处理前的甘草渣，甘草渣中大部分纤维素得到了

很好的保留，纤维素回收率为 90.4%~97.7%；但随
着碱溶液浓度的增大，甘草渣中半纤维素回收率降 图 1 不同稀碱及 EOAA-稀碱溶液在不同温度下对固体
回收率（a）、纤维素回收率（b）、半纤维素回收率
低，可能是碱浓度的提高导致破坏半纤维素与木质
（c）、木质素去除率（d）的影响
素结合键的作用增强，在去除木质素的同时也有部 Fig. 1 Effects of different dilute alkali and EOAA-dilute alkali
分半纤维素被去除。而用 EOAA-稀碱溶液预处理 solutions at different temperature on solid recovery (a),
时，随着碱浓度的增大预处理效果提高；相较于对 cellulose recovery (b), hemicellulose recovery (c), lignin
removal rate (d)
应的稀碱溶液，纤维素和半纤维素的回收率更高，
但木质素去除能力较弱。 如图 1 所示，稀碱预处理过程中，温度升高加
2.1.2 预处理温度对甘草渣化学组分的影响 剧了对木质素的去除。可以看出，当用质量分数 2%
温度是影响预处理效果的关键因素，本研究综 的 NaOH 水溶液于 100 ℃预处理后，木质素去除率
合比较了稀碱及 EOAA-稀碱溶液在不同反应温度 达 54.1%，纤维素回收率为 77.2%；同时温度升高
（80、100 ℃）下对甘草渣化学组分的影响（图 1）。 使甘草渣中纤维素及半纤维素的损失也增大，且碱

浓度越高损失程度越明显。EOAA-稀碱溶液体系在
升高反应温度后，对甘草渣的预处理因碱溶液种类
的不同，效果也不一致。Na 2 CO 3 溶液与 EOAA 组成
的复合体系，随着温度的升高，木质素去除率提高，
最高达到 31.1%，且纤维素和半纤维素的回收率并
没有随着温度的升高而发生明显变化。NaOH 溶液
与 EOAA 组成的复合体系，随着预处理温度的升高，
甘草渣成分变化并不明显，同时对木质素的去除甚
至不如反应温度 80 ℃。可能的原因是，温度的升高
加剧了水的气化，造成离子液体碱溶液体系中的
EOAA 含量升高，溶液的黏度增大，影响了预处理
效果。之前的研究结果也显示，EOAA 在较低温度
（80~ 120 ℃）下进行预处理，效果并不明显 [12] 。
2.2 预处理对甘草渣酶解糖化的影响
为进一步考察预处理效果，对不同稀碱及
EOAA-稀碱溶液预处理所得底物及预处理前的原料
进行了 24 h 酶解糖化实验（图 2）。