Fractionational separation of wheat straw with atmospheric glycerol autocatalysis and its 2,3-butanediol fermentation

木质纤维类生物质复杂的化学组成和多级不均一的致密结构，是生物质难以综合利用的根本所在。基于组分分级分离和高值转化的生物量全利用理念，找寻一种简单经济、安全高效和环境友好的新型组分分离方法是实现生物质综合利用的关键。为此，本文通过一系列高沸溶剂的比较分析，选择一种新型预处理溶剂，然后尝试构建了常压高沸溶剂自催化的组分分离策略，最后对该策略预处理的麦草以自主分离菌进行生物基化学品2,3-丁二醇新型发酵的探索。主要实验结果如下： (1) 用于组分分离的高沸点有机溶剂的比较分析：通过比较一些高沸点有机溶剂直接或微波辅助预处理（汽爆）麦草时的预处理选择性和纤维可酶解性，发现高沸点甘油作为预处理溶剂时的预处理选择性最好，原麦草比汽爆麦草更适合作为甘油预处理的生物质原料。最终选择甘油作为木质纤维类生物质原料的预处理溶剂。 (2) 常压甘油自催化组分分离策略的构建： 常压下每克麦草添加15 g工业甘油在240 ℃蒸煮4 h，能使麦草保留95%纤维素，同时脱除90%半纤维素和70%木质素，使预处理麦草湿基48 h酶解率达到90%以上。70%甘油溶液预处理在初始液固比20 g甘油溶液/g干麦草，预处理温度220 ℃和3 h的适宜条件下，能保留麦草中98%纤维素，同时脱除70%半纤维素和65%木质素，使预处理麦草湿基48 h酶解率达到90%。生物柴油和油脂化学工业的粗甘油直接用于该预处理策略时，粗甘油中的脂溶性杂质在预处理过程中发生了‘树脂沉积’现象，尽管树脂沉积物本身对纤维酶解没有明显影响，但它导致‘木质素钝化’而不利于木质素脱出（木质素脱除30%左右）；在粗甘油预处理麦草中，部分残渣木质素通过木质素再缩合和/或形成木质素-碳水化合物复合体(LCC)形式沉淀在纤维上，它们可能随着烘干时纤维角质化的出现而加速形成，木质纤维的这些结构变化将加重它难以水解，致使甘油预处理麦草干基酶解率比湿基低10%以上。粗甘油可用于常压甘油自催化预处理策略，但建议使用前应预先脱除其中的脂溶性化合物。 (3) 常压甘油自催化预处理有效促进木质纤维类生物质原料酶解的机理： 该预处理策略有效提高生物质原料的可酶解性，是由于：脱除了木质纤维中酶解抑制性化学组分，如：乙酰基、半纤维素和木质素等；解剖了生物质原料复杂致密的顽抗性结构，使生物质在器官和细胞水平上相解离；修饰改进了木质纤维中不利于酶解的理化结构，如：使纤维束变得松散、纤维平均尺寸减小、纤维粗糙度和比表面积增加等。 (4) 由常压甘油自催化预处理麦草发酵2,3-丁二醇的探索： 从土壤中分离到1株具有较高木质纤维降解能力的2,3-丁二醇产生菌(Bacillus polymyxa S-07)，经初步优化获得它的培养条件如下：甘油预处理麦草70 g L-1，初始pH 5.5，酵母膏1.5%，培养温度35 ℃和转速120 r/min。该菌株由葡萄糖的2,3-丁二醇转化率为19.4%，由常压甘油自催化预处理麦草作碳源时无需添加纤维素酶，发酵96 h时达到最大纤维素酶活0.946 U ml-1，发酵120 h后能分别降解56.7%纤维素和32.2%半纤维素，生成7.73%2,3-丁二醇（基于底物干重），同时也生成2.86%乙偶姻和1.83%乙醇副产物。该过程通过把纤维水解酶制备、酶解糖化和生物基化学品合成整合在一个系统里，实现了从常压甘油自催化预处理木质纤维到2,3-丁二醇的新型微生物转化

啤酒酵母发酵产有机酸的初步研究

利用高效液相色谱技术,对通风发酵过程中的啤酒酵母细胞的胞外、胞内6种有机酸含量的动态变化进行了定性定量跟踪检测.研究结果表明,通风培养的酿酒酵母代谢产酸时,细胞胞外、胞内有机酸的动态变化存在差异性,胞外有机酸含量远大于胞内含量;酵母细胞对有机酸代谢存在着精确保守性和经济效能性,在发酵后期阶段(>84 h),大部分有机酸含量逐步降低;发酵终点时,胞外、胞内乳酸、苹果酸含量较高

Direct mass measurements of neutron-rich ~(86)Kr projectile fragments and the persistence of neutron magic number N=32 in Sc isotopes

<span style="color: rgb(51, 51, 51); font-family: arial, helvetica, sans-serif; font-size: 13px; line-height: 22px; background-color: rgb(248, 248, 248);">In this paper, we present direct mass measurements of neutron-rich Kr-86 projectile fragments conducted at the HIRFL-CSR facility in Lanzhou by employing the Isochronous Mass Spectrometry (IMS) method. The new mass excesses of 52-54SC nuclides are determined to be -40492(82), -38928(114), -34654(540) keV, which show a significant increase of binding energy compared to the reported ones in the Atomic Mass Evaluation 2012 (AME12). In particular, Sc-53 and Sc-64 are more bound by 0.8 MeV and 1.0 MeV, respectively. The behavior of the two neutron separation energy with neutron numbers indicates a strong sub-shell closure at neutron number N=32 in Sc isotopes.</span