Bitki biyokütle, biyoyakıt üretimi için kullanılan olabilir önemli bir karbon-nötr yenilenebilir bir kaynaktır. Bitki biyokütle esas hücre duvarları, lignocellulosics olarak adlandırılan bir kompleks yapılara sahip kompozit malzemeden oluşmaktadır. Burada içerik ve polifenolik lignin bileşimi kapsamlı bir analiz için bir protokol açıklar.
Yenilenebilir, karbon nötr, sanayi ve toplum için sürdürülebilir hammadde ihtiyacını 21. yüzyıl için en önemli sorunlardan biri haline gelmiştir. Bu ulaşım için sıvı yakıtların üretimi için endüstriyel hammadde olarak bitkisel ürünlerin kullanımı ilgi başlattı.<sup> 1</sup> Biokompozit malzemeleri gibi ve diğer ürünler<sup> 7</sup>. Bitki biyokütle, gezegen üzerindeki en büyük enerji rezervlerinin biri olmaya devam ediyor<sup> 4</sup>. Bu daha çok enerji selüloz dahil olmak üzere zengin polimerler, çeşitli hemiselüloz (matris polisakkaritler, ve polifenol lignin oluşan hücre duvarlarının oluşur<sup> 6</sup> Ve bu nedenle bazen lignocellulosics olarak adlandırılır. Ancak, bitki hücre duvarları duvarlar hücreleri ve tüm bitkiler kopma mukavemeti sağlamak gibi patojenlerin savuşturma ve izin bitki boyunca su taşınacak, bozulmaya karşı inatçı gelişti; ağaçların durumunda yukarıda fazla 100 m zemin seviyesinde. Duvarları çeşitli işlevleri nedeniyle, büyük bir yapısal çeşitliliği, tek bir bitki içinde, farklı bitki türlerinin ve hücre tiplerinin duvarları içinde var<sup> 4</sup>. Bu nedenle, bitki türleri, bitki çeşitliliği, bitki doku biorefinery için ne bağlı olarak, kimyasal / enzimatik süreçleri ve sıvı biyoyakıtlar için çeşitli şekerler sonraki fermantasyon depolymerization işleme adımları ayarlanabilir ve optimize edilmesi gerekir. Bu gerçek temelini oluşturan bitki biyokütle hammadde tam bir karakterizasyonu için ihtiyaç. Burada lignocellulosics bileşimi tespitine olanak sağlar ve yüksek verimlilik analizi bir orta için uygun, kapsamlı bir analitik yöntem açıklanmaktadır. Bu ilk bölümde, polifenol lignin analizi (Şekil 1) odaklanmak. Bu yöntem destarched hücre duvarı materyalinin hazırlanması ile başlar. Ortaya çıkan lignocellulosics sonra acetylbromide çözünmüş lignin içeriğini belirlemek için bölünmüş<sup> 3</sup> Syringyl, guaiacyl ve p-hidroksifenil birimleri açısından ve lignin kompozisyon<sup> 5</sup>. Bölüm II lignocellulosic biyokütle karbonhidrat, selüloz içeriği ve matris polisakkarit kompozisyonu da dahil olmak üzere analiz etmek için protokol tartışıldı<sup> 2</sup>.
Açıklanan yöntemlerden lignin içeriği ve lignocellulosic bitki biyokütle bileşimi hızlı bir sayısal değerlendirme sağlar. IWall robot kullanarak yaklaşık 350 örnek zemin ve ücreti günlük reçete edilmesi. Kişi başına düşen çeşitli analitik yöntemlerin hacmi değişir. Protokolleri Burada anlatılan, lignin içeriği için 30 örnek işlenmiş ve lignin Hergün kompozisyon için 15 olabilir. Nicel veri en uygun hammadde bitkileri doğası nedeniyle, çeşitli veya genotipler, biyoyakıt üretimi için kendi uygunluk açısından değerlendirilebilir.
Biz mükemmel teknik servis ve John Ralph, University of Wisconsin için değerli tavsiyeler, tartışmalar ve kavak ahşap örnek Matthew Robert Weatherhead için minnettarız. Bu çalışma Bilim Office US Department of Energy (DOE) Great Lakes Biyoenerji Araştırma Merkezi (DOE Bilim DE-FC02-07ER64494 BER Office) ve Kimya Bilimleri, Yerbilimleri ve Biosciences Bölümü, Temel Enerji Bilimler Dairesi tarafından finanse edildi ABD Enerji Bakanlığı (ödül no 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 |