γ射线、电子束辐照处理对芦苇木质纤维素结构及酶解性能的影响

陈亮; 武小芬; 齐慧; 王丹阳; 刘安; 邓明; 王克勤; 《核农学报 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：为更全面了解射线辐照对木质纤维素的影响，本试验利用扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、高效液相色谱（HPLC）等方法分析了γ射线和电子束辐照前后芦苇木质纤维素结构及酶解性能的变化。结果表明，γ射线和电子束辐照均能使芦苇木质纤维素发生降解，使部分纤维素、半纤维素降解为水溶性物质，且降解水平与吸收剂量呈正相关关系，当吸收剂量为500 kGy时，经γ射线和电子束辐照的芦苇水溶性组分含量分别是未辐照芦苇的2.44和1.98倍；γ射线和电子束辐照后芦苇的微观结构被破坏，芦苇木质纤维素体系中的分子数量增加，纤维素结晶指数降低，但纤维素晶型不改变；随着吸收剂量从200 kGy增加至500 kGy，芦苇纤维素、半纤维素酶解转化率逐渐提高，当吸收剂量为500 kGy时，γ射线和电子束辐照的芦苇纤维素酶解转化率分别为16.68%和18.84%，分别是未处理芦苇的2.32和2.62倍，芦苇半纤维素转化率分别为21.38%和21.74%，分别是未处理芦苇的3.82和3.88倍；同等吸收剂量的γ射线和电子束辐照对芦苇木质纤维素主要化学组分、物理化学结构的影响相似，在200～400 kGy剂量范围内，同等吸收剂量γ射线和电子束辐照对芦苇纤维素、半纤维素酶解转化的促进作用没有明显差异，当吸收剂量为500 kGy时，电子束辐照对芦苇纤维素酶解的促进作用显著优于γ射线。本研究为辐照技术应用于木质纤维素预处理提供了理论依据。

关键词： 射线 电子束 芦苇 结构 酶解