离子液体促进酶原位降解天然植物纤维的研究

doi:10.3969/j.issn.0253-2417.2014.04.005

林产化学与工业 ›› 2014, Vol. 34 ›› Issue (4): 25-29.doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2014.04.005

离子液体促进酶原位降解天然植物纤维的研究

刘先红¹, 李露¹, 于世涛¹, 刘仕伟¹, 刘福胜¹, 解从霞²

1. 青岛科技大学化工学院, 山东青岛 266042;
2. 青岛科技大学化学与分子工程学院, 山东青岛 266042

收稿日期:2013-05-30 出版日期:2014-08-25 发布日期:2015-08-18
作者简介:刘先红（1988-），女，山东青州人，硕士生，从事精细化学品合成的研究工作
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（31070520）；山东省教育厅项目（J09LG16）

Promotion of in Situ Enzymatic Degradation on Natural Plant Fiber by Ionic Liquid

LIU Xian-hong¹, LI Lu¹, YU Shi-tao¹, LIU Shi-wei¹, LIU Fu-sheng¹, XIE Cong-xia²

1. College of Chemical Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China;
2. College of Chemistry and Molecular Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China

Received:2013-05-30 Online:2014-08-25 Published:2015-08-18
Contact: 于世涛，教授，博士生导师，主要从事精细化学品合成的研究工作；E-mail：yushitaoqust@126.com。 E-mail:yushitaoqust@126.com

摘要/Abstract

摘要： 采用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[EMIM] OAc）溶解天然植物纤维（沙柳和棉花），构建天然植物纤维/离子液体反应体系，考察该体系下各因素对于酶解反应的影响。经实验得到的最佳工艺条件是：向5 g的4%天然植物纤维/[EMIM] OAc溶解体系中，加入3.64 mL pH值5的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液，得到55 g/L的天然植物纤维反应体系，纤维素酶与底物配比0.5：1（mL：g），反应温度55℃，反应时间25 h。在上述条件下，2种天然植物纤维的酶解率均高达90%以上，且分别是常规条件下的1.75倍和2.58倍。FT-IR表征结果表明，[EMIM] OAc在溶解天然植物纤维的过程中，破坏了纤维间的氢键，增加了酶与纤维的可及度，从而提高了反应的酶解率。

关键词: 离子液体, 天然植物纤维, 酶解

Abstract: An ionic liquid, i.e., 1-ethyl-3-methylimidazolium ([EMIM] OAc), was used to treat two natural plant fiber (Salix psammophila and cotton). The effects of this pretreatment on the enzymatic degradation of these two materials were investigated in present study. The optimum condition for degradation was obtained as 3.64 mL pH 5 citric acid-sodium citrate buffer solution was added to 5g 4% natural plant fiber[EMIM] OAc solution. A reaction system with 55 g/L fiber substrate was obtained. The optimal ratio of enzyme to substrate was 0.5:1(mL:g), and the optimal reaction temperature and reaction time were 55℃ and 25 h, respectively. Under the optimal condition, the enzymatic degradation of the two natural plant fiber was beyond 90%. The FT-IR showed that the hydrogen bondings of fiber were broken by [EMIM] OAc in the process of dissolution. It resulted in a fiber material with more amorphous pattern. These changes would increase the accessibility between fiber and cellulase. This led to more enzymatic degradation of cellulose.

Key words: ionic liquid, natural plant fiber, enzymatic degradation

中图分类号:

TQ35

刘先红, 李露, 于世涛, 刘仕伟, 刘福胜, 解从霞. 离子液体促进酶原位降解天然植物纤维的研究[J]. 林产化学与工业, 2014, 34(4): 25-29.

LIU Xian-hong, LI Lu, YU Shi-tao, LIU Shi-wei, LIU Fu-sheng, XIE Cong-xia. Promotion of in Situ Enzymatic Degradation on Natural Plant Fiber by Ionic Liquid[J]. Chemistry and Industry of Forest Products, 2014, 34(4): 25-29.

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Promotion of in Situ Enzymatic Degradation on Natural Plant Fiber by Ionic Liquid

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