Đặc điểm hóa các polymer thành tế bào của Miscanthus

GCB Bioenergy - Tập 11 Số 1 - Trang 191-205 - 2019
Judith Schäfer1, Melinda Sattler1, Yasir Iqbal2, Iris Lewandowski2, Mirko Bunzel1
1Department of Food Chemistry and Phytochemistry, Institute of Applied Biosciences, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Karlsruhe, Germany
2Biobased Products and Energy Crops (340b), Institute of Crop Science, University of Hohenheim, Stuttgart, Germany

Tóm tắt

Tóm tắt

Sử dụng hiệu quả sinh khối lignocellulosic của Miscanthus để sản xuất các hóa chất sinh học, như ethanol, là một thách thức do tính cứng của nó, điều này bị ảnh hưởng bởi các polymer của thành tế bào thực vật và các tương tác của chúng. Thành phần sinh khối lignocellulosic khác nhau tùy thuộc vào nhiều yếu tố, như độ tuổi của cây, ngày thu hoạch, loại cơ quan, và gen. Trong nghiên cứu này, bốn giống Miscanthus được chọn (jats:italic>Miscanthus sinensis, Miscanthus sacchariflorus, Miscanthus × giganteus, Miscanthus sinensis × Miscanthus sacchariflorus lai) đã được trồng và thu hoạch, phân tách thành thân và lá, và được đặc trưng hóa cho thành phần và cấu trúc polysaccharide không tinh bột, hàm lượng và cấu trúc lignin, và hồ sơ hydroxycinnamate (monome và ferulic acid dehydrodimer). Polysaccharide của tất cả các giống chủ yếu bao gồm cellulose và arabinoxylans thay thế thấp. Tỉ lệ hemicellulose/cellulose là tương đương, ngoại trừ Miscanthus sinensis cho thấy tỉ lệ hemicellulose/cellulose cao hơn. Hàm lượng lignin của thân Miscanthus cao hơn so với lá Miscanthus. Xét cùng một cơ quan, bốn giống không khác nhau về hàm lượng lignin Klason, nhưng Miscanthus × giganteus cho thấy hàm lượng lignin hòa tan trong acetylbromide cao nhất. Polymers lignin tách ra từ thân có tỷ lệ S/G và phân bố loại liên kết khác nhau giữa các giống. p-Acid coumaric là monome hydroxycinnamate gắn este phong phú nhất trong tất cả các mẫu. Ferulic acid dehydrodimer được phân tích như là các liên kết chéo thành tế bào, với acid diferulic liên kết 8-5 là dimmer chính, tiếp theo là 8-O-4 và 5-5-diferulic acid. Hàm lượng p-acid coumaric, ferulic acid, và dimers ferulic acid khác nhau tùy thuộc vào giống và loại cơ quan. Hàm lượng liên kết chéo thành tế bào lớn nhất được phân tích cho Miscanthus sinensis.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Adams G. A., 1965, Methods in Carbohydrate, 185

10.1016/j.phytochem.2006.04.018

10.1007/s12155-014-9524-7

10.1007/s12155-012-9275-2

10.1016/j.jbiotec.2006.02.021

Bunzel M., 2010, Chemistry and occurrence of hydroxycinnamate oligomers, PhytochemistryReviews, 9, 47

10.1021/jf061525z

10.1021/jf2031378

10.1021/jf0520037

10.1111/j.1365-313X.1993.tb00007.x

10.1385/ABAB:84-86:1-9:5

10.1038/nbt1316

10.1021/ac303529v

10.1111/gcbb.12357

10.1021/jf960568k

10.1111/nph.14306

10.1093/jxb/erv183

10.1021/jf101514j

10.1016/j.phytochem.2012.09.001

10.1016/j.polymdegradstab.2009.07.007

10.1016/j.carres.2004.05.023

10.1021/jf9808776

10.1016/j.biortech.2010.10.017

10.1002/jsfa.2740510202

10.1016/j.fuproc.2014.01.003

10.3389/fpls.2017.00727

10.1021/jf00058a037

Johnson D. B., 1961, The spectrophotometric determination of lignin in small wood samples, Tappi, 44, 793

Jørgensen H., 2007, Enzymatic conversion of lignocellulose into fermentable sugars: Challenges and opportunities. Biofuels, Bioprod. Biorefin., 1, 119, 10.1002/bbb.4

10.3389/fpls.2017.00563

10.1021/acs.biomac.7b01223

10.1039/B916070A

10.1016/j.biortech.2010.05.087

10.1016/S0961-9534(00)00032-5

10.3389/fpls.2016.01620

10.3389/fchem.2016.00045

10.1016/j.biortech.2012.12.107

10.1007/s12155-015-9583-4

10.1039/b809464k

10.1111/j.1757-1707.2011.01091.x

10.1038/nprot.2012.064

10.1016/j.carres.2010.07.034

10.1016/j.rser.2017.05.026

10.1016/S0960-8524(99)00161-3

10.1038/nprot.2012.081

Prosky L., 1985, Determination of total dietary fiber in foods and food products: Collaborative study, J. Assoc. off. Anal. Chem., 68, 677

10.1007/s12155-015-9655-5

10.1002/bit.260261010

10.1007/s11101-009-9141-9

Ralph S. A. Ralph J. &Landucci L. L.(2009).NMR Database of Lignin and Cell Wall Model Compounds. Retrieved fromhttps://www.glbrc.org/databases_and_software/nmrdatabase/. Accessed: 29 July 2015.

10.1016/0008-6215(95)00237-N

10.1021/ja00100a006

10.1201/EBK1574444865-c5

10.1023/B:PHYT.0000047809.65444.a4

10.1039/p19940003485

10.1016/j.rser.2017.05.225

10.1021/i560137a008

10.1016/0008-6215(95)00053-V

10.1021/acs.jafc.5b05575

10.1016/j.pbi.2010.03.001

10.1016/S0960-8524(01)00212-7

Sweet D. P., 1975, Quantitative analysis by various GLC response factor theories for partially methylated and partially ethylated alditol acetates Carbohydr, Philosophy and Phenomenological Research, 40, 217

10.1021/jf00068a045

10.1111/gcbb.12355

10.1016/S0008-6215(97)10064-7

10.1021/jf900483t

10.1016/j.pbi.2008.03.002

10.1016/j.phytochem.2015.04.009

10.1186/1754-6834-5-58

10.1007/s12155-015-9642-x

10.1039/b108285j

10.1111/gcbb.12115

10.1002/bbb.1331

Thông tin
Thông tin xuất bản

GCB Bioenergy

Tập 11 Số 1

191-205

Thông tin tác giả