微生物および生化学技術ジャーナル

概要

水熱前処理および酵素変換を受けたサトウキビバガス、わら、およびバガス-わら 1:1 混合物の比較応答および構造特性

ロンディネレ・デ・オリベイラ・ムッタ、マリア・クリスティーナ・シルバ、ロベルタ・クリスティーナ・ノヴァエス・レイス・コラレス、マリア・アリス・サントス・セルッロ、ビリディアナ・サンタナ・フェレイラ＝レイタオ、エルバ・ピント・ダ・シルバ・ボン

作物の焼却後に手作業で収穫されたサトウキビを機械で収穫するグリーンサトウキビに変えることで、わらとバガスを化学的または生化学的経路でさらに処理できるようになり、セクターのエネルギー効率が向上します。この研究では、サトウキビのバガス、わら、バガスとわらの1：1混合物を比較条件下で195°Cで10分間の水熱処理と酵素変換にかけました。ヘミセルロースとリグニンの抽出、フルフラールとヒドロキシメチルフルフラールの形成、セルロースの酵素消化率に対する前処理の影響に関して、3つの異なる材料の個々の反応を評価しました。生の材料と前処理された材料の形態学的、化学的、物理的特性は、走査型電子顕微鏡（SEM）、赤外分光法（FTIR）、X線回折（XRD）によって分析されました。わらからのヘミセルロース抽出率 (93.3%) はバガス (83.7%) よりも高く、わらから得られたヘミセルロース抽出物には阻害剤の濃度が高かった。バガスとわらの 1:1 混合物では、ヘミセルロース抽出率 (88.5%) と阻害剤形成の中間値が観察された。セルロース酵素加水分解収率は、わら (90.5%) の方がバガス (68.2%) よりも高かったが、混合物では中間の収率 73.3% が観察された。SEM 画像によると、前処理によって細胞壁の構造レベルで天然バイオマスが変化し、その結果、細胞壁の高分子成分の配置がヘミセルロース除去率の高さと密接に関連していた。FTIR データは、主に OH、OCH3、C=O 基の化学変化を示し、これらの変化は前処理したわらで最も顕著であった。結晶度指数の調整済みデータでは、前処理した材料の結晶度が低下したことが示唆された。すべての結果から、わらの扱いにくさは低いことがわかりました。