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本文采用中国安徽省毛竹为研究对象,在纵向和横向两个维度上,探讨了纵向上同一棵毛竹在底部、中部和顶部的木质化程度差异,横向上同一节竹杆的竹青、竹肉和竹黄的木质化程度的差异,以及此差异在各部分竹材酶水解效率上的体现。采用凝胶色谱、傅里叶红外光谱、紫外可见分光光度计、热重、二维核磁等表征方法,对分离得到木质素的分子量、官能团、热稳定性及连接键结构的不同进行研究。结合不同部位的酶水解效率差异,研究纵向上因竹龄不同导致的木质化程度差异对酶水解效率的影响和横向上因组织结构的不同导致木质化程度差异对酶水解效率的影响。 对于一年生毛竹,顶端部位的竹节(BT)生长时间最短,底端部位的竹节(BB)生长时间最长,中间部位的竹节(BM)生长时间居中。将不同生长年龄的竹节编号后进行成分分析,结果表明,顶部竹材木质素含量最低只有29%,而中部竹材样品的木质素含量达到31%,并且BT样品的相对结晶度也是最高,达到14.1%。从BT样品中提取的预润胀剩余酶解木质素(SREL)LT含有更多的紫丁香基单元,S/G的比例也低,为1.62。结果表明木质化程度与竹材生长年龄有关,即在同一颗毛竹的底部和顶部木质素含量不同,所含木质素的结构也不同。对于同一节毛竹,竹青、竹肉、竹黄木质化程度也存在差异。从木质素含量方面看,竹黄、竹肉、竹青逐渐减少;从所含木质素结构方面看,竹青样品提取的木质素基本不含紫丁香基单元,而竹肉部分含大量紫丁香基单元。因此,木质素带来的木质化程度差异因竹材组织结构的不同也存在一定差异。通过酶解转化表明竹材顶部BT样品的酶水解效率最高而酶解速率也最快。 根据竹材不同的木质化程度,将其分为低木质化材、中木质化材和高木质化材,实现竹材的分级精细化利用,从而提高其经济效益,避免了粗放式利用所造成的资源浪费。该研究为竹材分级利用奠定理论基础。