林业科学

作者：邹春阳,吴文娟*

单位：南京林业大学　江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心　南京 210037

关键词：木质素,结构单元,酶吸附,纤维素酶水解,石英晶体微天平

基金：国家自然科学基金项目（32271797）

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。

来源：2023年第6期

《林业科学》期刊编辑部

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