全 文 ：第９卷第１期
２０１１年１月
生 物 加 工 过 程
ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｐｒｏｃｅｓｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ．９Ｎｏ．１
Ｊａｎ．２０１１
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－３６７８．２０１１．０１．００２
收稿日期：２０１０－０７－１８
基金项目：黑龙江省自然科学基金资助项目（Ｂ２００９０８）；哈尔滨理工大学创新性实验计划项目（２００９）
作者简介：邢丽欣（１９８５—），女，黑龙江齐齐哈尔人，硕士研究生，研究方向：生物质能源；巩桂芬（联系人），副教授，Ｅｍａｉｌ：ｇｇｆｈｕｓｔ＠１６３．ｃｏｍ
微波条件下 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ溶解稻秆纤维素制备还原糖
邢丽欣，巩桂芬
（哈尔滨理工大学 材料科学与工程学院，哈尔滨 １５００４０）
摘 要：利用氯化锂／Ｎ，Ｎ 二甲基乙酰胺（ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ）溶剂体系在微波控制条件下对稻秆纤维素进行溶解预处理
以提高纤维素酶解糖化效率。考察了微波时间和微波强度对产糖量及还原糖转化率的影响。通过扫描电镜
（ＳＥＭ）和热重分析仪（ＴＧ）对预处理前后稻秆纤维素的微观形貌及热稳定性进行表征，并利用高效液相色谱仪
（ＨＰＬＣ）对酶解糖液进行糖成分鉴定和含量分析。结果表明，微波加热能够有效促进ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ对稻秆纤维素的
溶解。与原生稻秆相比，经微波 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ法溶解后再生纤维素出现明显解聚，热分解温度由 ２９０℃降至
２２０℃。在微波功率为 ３８５Ｗ、加热溶解时间为 ７ｍｉｎ时，所得稻秆纤维素还原糖转化率由 ３０９０％上升至
９８６７％；ＨＰＬＣ谱图表明，糖液中主要成分为葡萄糖和木糖，分别占所得还原糖总量的４３７４％和４８５５％。
关键词：ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ；微波；稻秆纤维素；还原糖转化率；得糖率
中图分类号：Ｏ６３６．１１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７２－３６７８（２０１１）０１－０００５－０５
ＤｉｓｓｏｌｖｉｎｇｓｔｒａｗｃｅｌｕｌｏｓｅｉｎＬｉＣｌ／ＤＭＡｃａｓｓｉｓｔｅｄｗｉｔｈ
ｍｉｃｒｏｗａｖｅｆｏｒｐｒｅｐａｒｉｎｇｒｅｄｕｃｉｎｇｓｕｇａｒｓ
ＸＩＮＧＬｉｘｉｎ，ＧＯＮＧＧｕｉｆｅｎ
（ＣｏｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００４０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｉｔｈｉｕｍｃｈｌｏｒｉｄｅ／Ｎ，Ｎｄｉｍｅｔｈｙｌａｃｅｔａｍｉｄｅ（ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ）ｓｏｌｖｅｎｔｗａｓｕｓｅｄｔｏｄｉｓｓｏｌｖｅｓｔｒａｗ
ｃｅｌｕｌｏｓｅａｓｓｉｓｔｅｄｂｙｍｉｃｒｏｗａｖｅｈｅａｔｉｎｇ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｅｎｚｙｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ．
Ｅｆｅｃｔｓｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅｔｉｍｅａｎｄｄｅｎｓｉｔｙｏｎｙｉｅｌｄｓａｎｄｃｏｎｖｅｒｓａｔｉｏｎｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇｓｕｇａｒｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｍｉｃｒｏ
ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅｒｍｏｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｓｔｒａｗｃｅｌｕｌｏｓｅｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉ
ｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）ａｎｄｔｈｅｒｍａｌｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃａｎａｌｙｚｅｒ（ＴＧ）．Ｔｈｒｏｕｇｈｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｌｉｑｕｉｄｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａ
ｐｈｙ（ＨＰＬＣ），ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｈｙｄｒｏｌｙｚａｔｅｗｅｒｅｆｕｒｔｈｅｒｃｏｎｆｉｒｍｅｄａｎｄｔｈｅｉｒｃｏｎｔｅｎｔ／ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｗａｓ
ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙａｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｓｔｒａｗｃｅｌｕｌｏｓｅｉｎＬｉＣｌ／ＤＭＡｃｓｏｌｖｅｎｔ
ｗａｓｐｒｏｍｏｔｅｄｄｕｅｔｏｍｉｃｒｏｗａｖｅｈｅａｔｉｎｇ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｏｒｉｇｉｎａｌｃｅｌｕｌｏｓｅ，ｔｈｅｓｔｒａｗｔｒｅａｔｅｄｂｙｍｉｃｒｏ
ｗａｖｅＬｉＣｌ／ＤＭＡｃｍｅｔｈｏｄｄｅｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｄｉｎｔｏｆｒａｇｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｒｍａｌｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｅｃｒｅａｓｅｄ
ｆｒｏｍ２９０℃ ｔｏ２２０℃．Ｃｏｎｖｅｒｓａｔｉｏｎｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇｓｕｇａｒｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍ３０９０％ ｔｏ９８６７％，ｕｎｄｅｒｃｏｎ
ｄｒｔｉｏｎｓｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｏｗｅｒａｔ３８５Ｗｆｏｒ７ｍｉｎＨＰＬＣａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓａｃｃｈａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓｒｅｖｅａｌｅｄｔｈａｔ
ｇｌｕｃｏｓｅａｎｄｘｙｌｏｓｅｗｅｒｅｍａｊｏｒｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｈｙｄｒｏｌｙｓａｔｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｉｔａｒｉｖｅｄａｔ４３７４％ ａｎｄ４８５５％ ｏｆ
ｔｏｔａｌｒｅｄｕｃｉｎｇｓｕｇａｒ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ；ｍｉｃｒｏｗａｖｅ；ｓｔｒａｗｃｅｌｕｌｏｓｅ；ｃｏｎｖｅｒｓａｔｉｏｎｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇｓｕｇａｒ；ｙｉｅｌｄｓｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇ
ｓｕｇａｒ
有限的石化燃料储备和全球人口的不断增加使得
人们日益关注利用可再生生物原料来进行能源生
产［１－４］。木质纤维素是地球上最为广泛且来源丰富的
一种可生物降解的天然生物质原料，可水解为还原性
糖类，而糖类可进一步转化为燃料乙醇等重要能
源［５－６］。天然纤维素由于自身聚集态结构的特点，如
较高的结晶度、分子间及分子内部存在的氢键作用，导
致其具有不溶化、在大多溶剂中不溶解的特点，从而难
以被有效利用，这是天然纤维素制备可发酵还原糖的
最大障碍，导致所得糖化率较低［７］。
现在研究较多的预处理方法主要为浓酸、稀酸和
强碱预处理等。浓酸是较强的水解催化剂，但因其腐
蚀性较大且不易回收受到一定限制；稀酸处理可有效
水解纤维素产糖［８］，但对设备要求高、副产物较多；碱
法预处理可通过皂化作用破坏纤维素、木质素及半纤
维素之间的紧密结合，但需对碱处理液作进一步的后
处理，成本较高。此外，其他的预处理方法也都存在
一定的弊端，如可发酵糖产率低、原料利用率不高、成
本较高、污染环境等。因此，通过有效的纤维素溶剂
制得天然纤维素溶液，是实现有效利用天然纤维素生
物质的一条重要途径。
ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ是溶解性能优异的强极性有机溶剂。
ＬｉＣｌ和ＤＭＡｃ形成氢键配位化合物后，Ｌｉ＋和Ｃｌ－紧密
连接，形成强的溶剂化正离子和弱的溶剂化负离子偶
极子，这种强正离子与纤维素羟基作用形成的配位化
合物，可降低纤维素结晶度，促使纤维素溶解，以达到
使结构复杂的纤维素更易被利用的目的。微波加热技
术被视为一种能够有效提高酶水解效率的处理方法，
王振宇等［９－１２］对此进行了一些研究，研究表明微波处
理可以有效提高反应速率，改变植物纤维原料的超分
子结构，使纤维结晶区发生变化，提高其反应活性。
本文以来源广泛的水稻秸秆为研究对象，采用
微波和 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ相结合的技术对其进行溶解预
处理，考察各因素对稻秆产糖的影响，采用扫描电
子显微镜（ＳＥＭ）和热重分析（ＴＧ）仪对处理前后稻
秆的微观形貌及热稳定性进行表征，并利用高效液
相色谱仪（ＨＰＬＣ）对纤维素酶解糖液进行成分鉴定
及含量分析。
１ 材料与方法
１．１ 仪器与试剂
１．１．１ 仪器
７２１型分光光度计，上海精密仪器有限责任公
司；ＦＥＩＳＩＲＩＯＮＷ扫描电子显微镜，荷兰飞利浦公
司；Ｐｙｒｉｓ６型ＴＧ热重分析仪，美国 ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ公
司；ＬＣ １０Ａ型高效液相色谱仪，日本岛津公司；
ＲＩＤ １０Ａ型示差检测器，固定相 Ｚｏｒｂａｘ碳水化合
物分析柱，美国 Ａｇｉｌｅｎｔ公司。ＪＪ １型精密增力定
时电动搅拌器，江苏金坛中大仪器厂；ＰＪ２１Ｃ ＡＵ
型微波炉，美的集团；ＡＬＣ ２１０２型电子天平，北京
赛多利斯仪器系统有限公司；ＤＳＹ １ ２孔电热恒
温水浴锅，北京国华医疗器械厂；１０１ ２型电热鼓
风干燥箱，上海锦屏仪器仪表有限公司。
１．１．２ 原料及试剂
原料：干燥稻秆粉末，哈尔滨近郊，０１５ｍｍ。
试剂：ＬｉＣｌ，ＡＲ，沈阳市华东试剂厂；Ｎ，Ｎ 二甲
基乙酰胺（ＤＭＡｃ），ＡＲ，天津市富宇精细化工有限
公司；Ｄ 葡萄糖，ＡＲ，沈阳市新西试剂厂；Ｄ 果糖，
ＬＣ，上海惠世生化试剂有限公司；木糖，Ｄ 纤维二
糖，ＬＣ，美国 ＳｉｇｍａＡｌｄｒｉｃｈ公司；ＮａＯＨ，ＡＲ，天津市
凯通化学试剂有限公司；纤维素酶，肇东国科北方
酶制剂有限公司；蒸馏水，自制。
１．２ ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ溶剂体系的制备
准确称取一定量干燥后的无水 ＬｉＣｌ置于干燥
的１００ｍＬ磨口三口瓶中，以 ｍ（ＬｉＣｌ）∶Ｖ（ＤＭＡｃ）＝
１∶９的比例向容器内缓慢倒入ＤＭＡｃ，在搅拌且冷凝
回流的条件下缓慢升温，直至白色不溶物 ＬｉＣｌ完全
溶于ＤＭＡｃ，溶液呈无色透明，待用。
１．３ 纤维素的溶解
１．３．１ 传统溶解法
将干燥过的稻秆和配制的 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ溶剂以
１∶５０的质量体积比混合置于三口瓶中，于１３０℃温
度下冷凝回流，溶解３ｈ后停止搅拌和加热，自然冷
却至室温，继续静置１６ｈ。
１．３．２ 微波溶解法
按上述比例配制稻秆 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ混合溶液，
置于锥形瓶中，放入微波炉中，设定微波功率及微
波时间进行反应；反应结束后，取出锥形瓶盖好，于
室温下静置１６ｈ，待用。
１．４ 纤维素再生及酶解
将 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ溶剂／稻秆溶液倒入５００ｍＬ烧
杯，边磁力搅拌边向烧杯中缓慢加入去离子水使木
质纤维素析出，用蒸馏水充分浸泡洗涤，直至用
ＡｇＮＯ３溶液对浸泡上清液检测不出 Ｃｌ
－为止，抽滤
将滤饼放入鼓风干燥箱（６０℃）１０ｈ，制得再生纤
维素。
６ 生 物 加 工 过 程 第９卷
称取 １ｇ经溶解预处理后的再生稻秆装入
５０ｍＬ锥形瓶中，加入少量蒸馏水，测定其 ｐＨ，滴入
配制好的柠檬酸缓冲溶液，将ｐＨ调至５，加入４ｍＬ
纤维素酶，蒸馏水定容至２０ｍＬ。将上述混合物摇
匀后，于５０℃恒温水浴锅中反应３０ｈ。
１．５ ＤＮＳ法测定还原性物质吸光度
利用７２１型分光光度计对酶解液进行表征，采
用ＤＮＳ法［１３］测定糖液中还原糖的含量。所测定的
葡萄糖标准曲线为
Ｙ＝ ０００４９２＋００００９５４Ｘ （１）
式（１）中：Ｙ为吸光度；Ｘ为还原糖浓度。
得糖率及还原糖转化率计算公式为
得糖率＝产糖量／预处理前原料质量 （２）
还原糖转化率＝产糖量／理论产糖量 （３）
２ 结果与讨论
２．１ 微波 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ法处理稻秆纤维素
利用 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ体系在微波辐射条件下对稻
秆溶液进行预处理，考察微波时间、微波功率对再
生稻秆酶解产糖量及还原糖转化率的影响，结果如
表１所示。
表１ 微波 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ处理稻秆制备还原糖
Ｔａｂｌｅ１ Ｄａｔａｏｆｓａｃｃｈａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｄｂｙ
ｍｉｃｒｏｗａｖｅＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ
微波功率／
Ｗ
微波时间／
ｍｉｎ
产糖量／
ｇ
稻秆得
糖率／％
还原糖
转化率／％
２３０ １０ ０６３７２ ６３７２ ８８５０
２３０ １２５ ０６４８３ ６４８３ ９００４
２３０ １５ ０６５７５ ６５７５ ９１３２
２３０ １７５ ０６６８５ ６６８５ ９２８５
２３０ ２０ ０６８８６ ６８８６ ９５６４
３８５ ４ ０４６８４ ４６８４ ６５０６
３８５ ５ ０５３７８ ５３７８ ７４７０
３８５ ６ ０６４６８ ６４６８ ８９８４
３８５ ７ ０７１０４ ７１０４ ９８６７
３８５ ８ ０７００５ ７００５ ９７２９
３８５ ９ ０６９１３ ６９９３ ９７１２
３８５ １０ ０６９７９ ６９７９ ９６９３
５３９ ３ ０４９４５ ４９４５ ６８６８
５３９ ３５ ０５１６８ ５１６８ ７１７８
５３９ ４ ０５８８９ ５８８９ ８１７９
５３９ ４５ ０５９１３ ５９１３ ８２１２
５３９ ５ ０６１０３ ６１０３ ８４７６
２１１ 微波时间对产糖量的影响
从表１可以看出：在２３０Ｗ及５３９Ｗ条件下，还原
糖得率及转化率均随微波时间的增加而增大，说明在
较长微波时间的处理条件下，稻秆被ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ溶解
和溶胀的程度加深，微波与ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ的共同作用效
果较好，糖得率及转化率大幅提高。在３８５Ｗ条件下，
延长微波时间后，产糖率及转化率反而略有下降，可能
是由于在３８５Ｗ这一较高的功率下加热１０ｍｉｎ，时间有
些过长，引起了ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ溶剂分子运动过快，导致大
量挥发，没有有效作用于稻秆纤维素表面，从而导致还
原糖得率及转化率降低。
２．１．２ 微波功率对产糖量的影响
从表１可以看出：微波时间持续１０ｍｉｎ，强度为
２３０Ｗ时所得还原糖转化率８８５％，要低于３８５Ｗ
时的９６９３％；同样，分别在４ｍｉｎ和５ｍｉｎ条件下，
３８５Ｗ时所得糖转化率也均明显低于５３９Ｗ，这说
明在相同微波时间的条件下，增强微波功率可提高
还原糖转化率。３种功率未能在同一时间下比较是
因为微波时间会随功率的增大而明显缩短，若延长
作用时间则导致反应体系喷溅，无法完成后期测试。
在３８５Ｗ的微波强度下，ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ溶解稻秆的
效果较好。ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ分子连续通过不同的晶区和非
晶区时，其中Ｃｌ－极易与纤维素分子间氢键结合，破坏
原有的氢键结构。随着微波功率的增加，ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ
溶剂阳离子和Ｃｌ－及非晶区纤维素分子链段受热后运
动速率加快，运动区域增大，造成纤维素分子间和分子
内氢键解缔的数目增多，纤维素分子间氢键数目减少，
使晶区和非晶区溶胀的区域扩大，在３８５Ｗ的微波功率
达到最佳的溶解效果。故选择微波功率为３８５Ｗ，微波
时间为７ｍｉｎ为最优条件。
２．２ ＨＰＬＣ分析
对未处理的稻秆及再生稻秆进行酶解糖化，利
用高效液相色谱仪对糖液进行糖成分鉴定及含量
分析，流动相为 Ｖ（乙腈）∶Ｖ（水）＝７５∶２５，柱温
３０℃，流速１ｍＬ／ｍｉｎ，压力 ３９ＭＰａ。根据可能产
糖的种类而选取的试样有葡萄糖、果糖、木糖和纤
维二糖，所得液相谱见图１。根据出峰位置及峰面
积，计算糖液含量，结果如表２所示。
由图１和表２可知：ＨＰＬＣ分析所得酶解液中
的还原糖成分主要为葡萄糖和木糖，其中葡萄糖为
纤维素水解所得，木糖主要为半纤维素水解而得。
还原糖液中果糖的含量几乎为０，说明葡萄糖未发
生异构化反应。
７ 第１期 邢丽欣等：微波条件下ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ溶解稻秆纤维素制备还原糖
图１ 不同处理条件下再生稻秆的ＨＰＬＣ图
Ｆｉｇ．１ ＨＰＬＣｄｉａｇｒａｍｏｆｒｉｃｅｓｔｒａｗｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ
对比预处理前后稻秆的酶解液还原糖产量及
转化率可知，与未处理直接酶解的原料相比，经
ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ溶解处理后产糖量均有大幅提高，说明
ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ处理对木质纤维素溶解和溶胀有明显的
促进作用，酶的可及度均有较大的上升，有利于再生
稻秆的酶解产糖；与仅由 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ普通加热处理
相比，引入微波作用后，酶解产糖量还有小幅的提高，
这可能是因为 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ中阴、阳离子在微波辐射
条件下运动程度加剧，变得更加无序所致，从不同方
向和角度都能更加顺利地进攻纤维素分子间及分子
内部，不断引起纤维素结构中氢键的断裂。在再生过
程中，氢键难以重新缔合复原成原有的强极性，使得
纤维素无定形区扩大且变得更加松散，有利于纤维素
酶的进入和附着。ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ和微波共同作用引起
的纤维素无定型区的增大是导致酶解液中糖含量最
终增大的直接原因，其中所得葡萄糖和木糖质量分别
占还原糖总量的４３７４％和４８５５％。
表２ ＨＰＬＣ分析及ＤＮＳ法得糖数据比较
Ｔａｂｌｅ２ ＤａｔａｏｆｓａｃｃｈａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｂｔａｉｎｅｄｂｙＨＰＬＣａｎａｌｙｓｉｓａｎｄＤＮＳｍｅｔｈｏｄ
试样
ＨＰＬＣ分析 ＤＮＳ法
ｍ（葡萄糖）／ｇ ｍ（木糖）／ｇ 产糖量／ｇ 产糖量／ｇ 糖转化率／％
未处理的稻秆 ００２５０ ０１５００ ０１７５０ ０２０９５ ３０９０
ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ处理的稻秆 ０１０６６ ０４６８６ ０５７５２ ０６６４８ ９８０６
微波 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ法处理的稻秆 ０２９２６ ０３２４８ ０６１７４ ０６６９０ ９８６７
２．３ ＳＥＭ分析
对再生前后的稻秆进行微观形貌观察，结果如
图２所示。
对比图２中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）各图可知：未处理的
稻秆表面结构平整饱满，结构致密；经 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ
溶解再生后，稻秆表面被腐蚀，表面呈大面积的碎
裂，附有大小不均的块状体，原有的纤维素致密有
序的骨架被破坏；微波辐射作用后稻秆呈大面积鳞
片状破碎结构，可能是在微波与强极性溶剂 ＬｉＣｌ／
ＤＭＡｃ的共同作用下，ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ溶剂不断从纤维
素结构中去掉和溶解掉稻秆中的半纤维素和木质
素等成分，造成稻秆结构的深度松散，这些形貌上
的变化都增加了酶与底物的接触位点，是酶解加
速、糖产量提高的原因，与前面的酶解结果相符。
图２ 再生前后稻秆ＳＥＭ图
Ｆｉｇ．２ ＳＥＭ ｉｍａｇｅｓｏｆｕｎｔｒｅａｔｅｄａｎｄｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｓｔｒａｗ
８ 生 物 加 工 过 程 第９卷
２．４ ＴＧ分析
对再生前后的稻秆进行热质量分析，结果如图
３所示。
图３ 不同处理条件下再生稻秆的ＴＧ曲线
Ｆｉｇ．３ ＴＧｃｕｒｖｅｓｏｆｕｎｔｒｅａｔｅｄａｎｄｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｓｔｒａｗ
从图３可以看出，处理前后稻秆的热稳定性从
大到小依次为：经 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ处理稻秆、未处理稻
秆、微波 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ处理稻秆。经 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ处
理后稻秆的热稳定性略有上升，而在微波条件下溶
解的稻秆热分解温度降低明显，由原生稻秆的
２９０℃降至２２０℃，分解速度较快，剩余残渣质量较
多，说明稻秆在微波作用下经溶解再生后，分子间
大量规整的氢键遭到破坏，分子间作用力减弱，分
子间距扩大，使得分子链段活动更加自由，导致热
分解温度降低［１４］，有利于进一步水解。
３ 结 论
采用微波 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ法处理稻秆的较优条件
为微波功率３８５Ｗ，微波时间７ｍｉｎ，所得还原糖转
化率由未处理稻秆的 ３０９０％上升至 ９８６７％。
ＨＰＬＣ谱图显示糖液成分主要为葡萄糖和木糖，采
用微波和 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ共同作用可以促进再生稻秆
酶解产糖率和还原糖转化率的提高；ＳＥＭ的表面形
貌图显示微波作用下所得再生纤维素的形貌为破
碎变形和堆积的状态，表明 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ溶剂体系在
微波的作用下加强了对木质纤维素的溶解；ＴＧ分析
表明微波 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ处理后稻秆热分解温度降
低，热稳定性减弱。
由于稻秆本身结晶程度并不是很高，在 ＬｉＣｌ／
ＤＭＡｃ这一强极性溶剂的溶解作用下，稻秆自身结
构已经变得松散无序，而微波的引入是在此基础上
进一步促进ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ对稻秆的溶解，显然所得数
据提高幅度不大（由９８０６％上升至９８６７％）。但
与传统加热方式下只经 ＬｉＣｌ／ＤＭＡｃ预处理法相比，
微波处理可以大大缩短反应周期，而且操作方便，
简单易行，因而微波辅助这一技术具有一定可行性。
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