Журнал микробных и биохимических технологий

Абстрактный

Сравнительный отклик и структурная характеристика жома сахарного тростника, соломы и смесей жома и соломы 1:1, подвергнутых гидротермальной предварительной обработке и ферментативной конверсии

Рондинеле де Оливейра Мутта, Мария Кристина Силва, Роберта Кристина Новаес Рейс Корралес, Мария Алисе Сантос Серулло, Виридиана Сантана Феррейра-Лейтао и Эльба Пинту да Силва Бон

Замена вручную собранного сахарного тростника после сжигания урожая на механический сбор зеленого тростника позволяет сделать солому и жом доступными для дальнейшей переработки химическими или биохимическими способами, что повышает энергоэффективность сектора. В этом исследовании жом сахарного тростника, солома и смесь жома и соломы 1:1 подвергались в сравнительных условиях гидротермальной предварительной обработке при 195°C в течение 10 минут и ферментативному преобразованию. Мы оценили индивидуальные реакции трех различных материалов относительно влияния предварительной обработки на экстракцию гемицеллюлозы и лигнина, образование фурфурола и гидроксиметилфурфурола и ферментативную усвояемость целлюлозы. Морфологические, химические и физические свойства сырья и предварительно обработанных материалов анализировались с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), инфракрасной спектроскопии (ИКФП) и рентгеновской дифракции (РД). Мы наблюдали более высокую экстракцию гемицеллюлозы из соломы (93,3%) по сравнению с жомом (83,7%), а экстракт гемицеллюлозы, полученный из соломы, содержал более высокую концентрацию ингибиторов. Промежуточные значения экстракции гемицеллюлозы (88,5%) и образования ингибиторов наблюдались для смеси жома-соломы 1:1. Выход ферментативного гидролиза целлюлозы был выше для соломы (90,5%) по сравнению с жомом (68,2%), тогда как промежуточный выход 73,3% наблюдался для смеси. Согласно изображениям SEM, предварительная обработка изменила нативную биомассу на уровне структуры клеточной стенки, и, следовательно, расположение макромолекулярных компонентов клеточной стенки было тесно связано с высокой степенью удаления гемицеллюлозы. Данные FTIR показали химические изменения, в основном, в группах OH, OCH3 и C=O; эти изменения были наиболее заметны в предварительно обработанной соломе. Скорректированные данные по индексу кристалличности предполагают, что предварительно обработанные материалы имели пониженную кристалличность. Все результаты показали, что солома имеет меньшую сопротивляемость.