Растительной биомассы является одним из основных углеродно-нейтральным возобновляемым ресурсом, который может быть использован для производства биотоплива. Растительной биомассы в основном состоит из клеточных стенок, структурно-сложных композитных материалов называют lignocellulosics. Здесь мы опишем протокол для всестороннего анализа содержания и состава полифенольных лигнина.
Необходимость возобновляемых, нейтральным уровнем эмиссии углерода и устойчивого сырья для промышленности и общества стала одной из самых актуальных вопросов для 21-го века. Это возродило интерес к использованию растительных продуктах, как промышленное сырье для производства жидкого топлива для транспорта<sup> 1</sup> И другие продукты, такие как биокомпозитного материалов<sup> 7</sup>. Растительной биомассы остается одним из самых больших неиспользованных резервов на планете<sup> 4</sup>. Она в основном состоит из клеточной стенки, которые состоят из богатых энергией полимеров, включая целлюлозу, различные гемицеллюлозы (матрицы полисахаридов и лигнина, полифенолы<sup> 6</sup> И, таким образом иногда называют lignocellulosics. Тем не менее, стен растительной клетки развились, чтобы быть непокорных к деградации и стены обеспечивают прочность на разрыв до клеток и целых растений, отвести патогенов, и позволяет воде, которые будут перевозиться по всему растению, а в случае деревьев до более 100 м над уровня земли. В связи с различными функциями стен, есть огромное структурное разнообразие в стенах различных видов растений и клеточных типов в пределах одного растения<sup> 4</sup>. Таким образом, в зависимости того, что видов сельскохозяйственных культур, урожай сорта или растительная ткань используется для переработке биологических веществ, обработки шаги для деполимеризации химическим / ферментативных процессов и последующего брожения различных сахаров в жидкое биотопливо необходимо скорректировать и оптимизировать. Этот факт лежит в основе необходимость тщательного характеристика сырья растительной биомассы. Здесь мы опишем всеобъемлющую аналитическую методологию, которая позволяет определить состав lignocellulosics и может принять от средней до высокой пропускной способностью анализа. В этой первой части мы сконцентрируемся на анализе полифенолов лигнина (рис. 1). Метод начинается не с подготовки destarched материал клеточной стенки. В результате lignocellulosics затем разделить, чтобы определить его содержание лигнина по acetylbromide солюбилизации<sup> 3</sup>, А его состав лигнина с точки зрения его syringyl, guaiacyl-и п-гидроксифенил единиц<sup> 5</sup>. Протокол для анализа углеводов в лигноцеллюлозных биомассы в том числе содержание целлюлозы и полисахаридов состав матрицы обсуждается в Части II<sup> 2</sup>.
Описанные методы позволяют быстро количественной оценки содержания лигнина и состав лигноцеллюлозных биомассы растений. Использование робота iWall около 350 образцов могут быть отшлифованы и разливать в день. Пропускная способность различных аналитических методов на человека меняется. Использование протоколов, описанных здесь, 30 образцов могут быть обработаны для содержания лигнина и 15 для лигнина состава в день. Из-за количественного характера данных оптимальных культур сырья, разновидности или генотипов может быть оценен с точки зрения их пригодности для производства биотоплива.
Мы благодарны Мэттью Роберт Уэзерхед за прекрасную техническую и Джон Ральф, Университет Висконсина за ценные советы, обсуждения и образцы древесины тополя. Эта работа финансировалась министерством энергетики США (DOE) Великий Биоэнергетика озер Научно-исследовательский центр (DOE BER Управление по науке DE-FC02-07ER64494) и химических наук, наук о Земле и биологических наук отдела Управления основной энергии наук, Управление по науке , Министерство энергетики США (награда нет. DE-FG02-91ER20021).
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
---|---|---|---|---|
Hydroxylamine Hydrochloride | Sigma-Aldrich | 255580 | ||
Acetyl Bromide | Aldrich | 135968 | ||
Ethanethiol | Sigma-Aldrich | E3708 | ||
Borontrifluoride diethyl etherate | Fluka | 15719 | ||
N,O,-Bis(trimethylsilyl) acetimide | Fluka | 15241 | ||
Dioxane | Sigma-Aldrich | 296309 | ||
Spectromax Plus 384 | Molecular Devices | Plus384 | ||
GC-MS | Agilent | 6890 GC/5975B MSD | (lignin composition) | |
5.5mm Stainless Steel Balls | Salem Ball Company | (N/A) | ||
96 well plate heat spreader | Biocision | Coolsink 96F | ||
Heating block | Techne | Dri-block DB-3D | ||
Sample concentrator | Techne | FSC400D |