3.3. FT-IR analysisFig. 2a showed t

3.3. FT-IR analysis
Fig. 2a showed the FT-IR spectra of native, pretreated CS, and hydrolysis residue of HPAP CS. The positions of absorption peaks were assigned to chemical components according to related litera- ture data [26–29]. In the FT-IR spectra, some bands at 1850– 500 cm—1 contained lignin-related information [26]. In comparison with untreated CS, the absorption of corresponding bands (1720, 1500, 1423, 1360, 1140, 1087, and 650 cm—1) [26,27,29] in these regions was reduced in the pretreated substrate, indicating the removal of lignin after pretreatments. A higher reduction of lignin content in the HPAP sample than in the DSAP and UAAP samples was testified by a weak absorption of these bands in the HPAP

Table 2
Crystallinity index, reducing sugar yield and ethanol yield of different pretreated cotton stalks.







bending vibrations [28], was observed after pretreatments and enzymatic hydrolysis. This finding indicated the breakage of b-D-cellulose linkages and obvious removal of hemicellulose (hemicelluloses usually have a strong affinity for water). The breakage of b-D-cellulose linkages caused by the degradation of cellulose allowed cellulose to be easily attacked by cellulase, thereby improving enzymatic hydrolysis. The band at 897 cm—1 of hydrolysis residue was absent, which was related to the decom- position of cellulose of CS during enzymatic hydrolysis. The band at around 1037 cm—1 was attributed to CAO stretching from guaiacyl-type lignin, hemicellulose, or cellulose [29]. The reduction of a signal at 1037 cm—1 in the spectra of pretreated samples also implied the decomposition of xylan (hemicellulose) in the pre- treatment processes. An intensive and sharp band at around 2350 cm—1 indicated C@O bonds in ketone groups [27]. Reduced absorption at around 2350 cm—1 also may be attributed to the partial removal of hemicellulose. In the literature, some bands at 2800–3000 cm—1 were related to the CH stretching, and those at 3550–3100 cm—1 were assigned to the hydrogen-bonded OH stretching of cellulose [29]. The peaks at 2900 and 3370 cm—1 after all pretreatments decreased significantly, which may be attributed to the breakdown of intermolecular hydrogen bonding in cellulose and hemicellulose. The results might cause the changes of crystallinity in pretreated biomass. The following XRD analyses of samples also confirmed this argument.

3.4. XRD analysis

The crystalline structure of feedstock is often considered as one of the factors that affecting enzymatic hydrolysis [30]. The cellu- lose crystal features of samples were examined by XRD (Fig. 2b). No new peaks appeared in pretreated cellulose, implying that pre- treatments did not change the crystalline allomorph of cellulose. As depicted in Fig. 2b, native biomass exhibited diffraction peaks near 15–16°, 22.5°, and 35° (2h) originating from cellulose I, this finding was similar to those obtained in the study by Reddy and Yang [25]. The peaks were found to retain their positions and became increasingly sharper for pretreated biomass. Such an observation, which implied an increase in the crystallinity of the pretreated biomass, could be attributed to the increase in the rela- tive amount of crystalline substance due to the removal of amor- phous, noncellulose components, such as lignin and hemicellulose. The corresponding crystallinity index (CI) of each sample was calculated with the method proposed by Segal et al. [31]. The CI of native CS was 35.2% and it increased to 40.2%, 45.4%, and 46.7% after DSAP, UAAP and HPAP, respectively (Table 2). However, the CI decreased obviously after enzymatic hydrolysis (38.9%). This may be due to the degradation of partial crystal cellulose during enzyme attack. Kim et al. [14] and Kapoor et al. [10] also reported increased CI for rice straw after dilute sulfuric acid and aqueous ammonia pretreatment and for mustard stalk after steam explo- sion pretreatment. A large proportion of amorphous materials, such as xylan and lignin, were removed after the pretreatments. Thus, the portion of the exposed crystalline structure of pretreated samples was increased compared with the native biomass and the CI of pretreated CS increased. However, the CI of biologically pretreated CS was observed to decrease by Pandiyan et al. [27].









residue of HPAP CS


Results are means of duplicate analysis.
a DSAP-Dilute sulfuric acid pretreatment, UAAP-Ultrasound-assisted alkali pre- treatment, HPAP-High pressure-assisted alkali pretreatment.


Chemical and biological pretreatments may have different func- tions in the pretreatment process. There is no general agreement on correlation between CI and cellulose hydrolysis. Removal of lignin would invariably improve enzymatic hydrolysis.

3.5. Comparison of pretreatment methods with respect to their effects on enzymatic saccharification and ethanol fermentation

Kết quả (Việt) 1:

3.3. phân tích FT-IRHình 2a cho thấy phổ FT-IR của Thổ dân, pretreated CS, và thủy phân dư lượng của HPAP CS. Vị trí của các đỉnh núi hấp thu được phân về các thành phần hóa học theo các dữ liệu liên quan đến litera-ture [26-29]. Trong quang phổ FT-IR, một số ban nhạc 1850-500 cm-1 chứa thông tin liên quan đến lignin [26]. Khi so sánh với CS không được điều trị, sự hấp thụ của các ban nhạc tương ứng (1720, 1500, 1423, 1360, 1140, 1087, và 650 cm-1) [26,27,29] ở những vùng này đã giảm trong bề mặt pretreated, chỉ ra việc loại bỏ các lignin sau pretreatments. Giảm cao lignin nội dung trong các mẫu HPAP hơn trong các mẫu DSAP và UAAP làm chứng bằng một sự hấp thụ yếu kém của các ban nhạc trong HPAP Bảng 2Crystallinity chỉ số, giảm sản lượng đường và ethanol sản lượng khác nhau pretreated bông cuống. uốn rung động [28], được quan sát thấy sau khi pretreatments và enzym thủy phân. Tìm kiếm này chỉ ra vỡ của mối liên kết b-D-cellulose và rõ ràng các loại bỏ của hemicellulose (hemicelluloses thường có một ái lực mạnh mẽ cho các nước). Vỡ của mối liên kết b-D-cellulose gây ra bởi sự suy thoái của cellulose phép cellulose để thể dễ dàng bị tấn công bởi cellulase, qua đó cải thiện các enzym thủy phân. Ban nhạc tại 897 cm-1 thủy phân dư được vắng mặt, đó liên quan đến decom vị trí của cellulose của CS trong các enzym thủy phân. Ban nhạc tại khoảng 1037 cm-1 là do CAO trải dài từ guaiacyl-loại lignin, hemicellulose hoặc cellulose [29]. Giảm một tín hiệu ở 1037 cm-1 trong các quang phổ của pretreated mẫu cũng ngụ ý sự phân hủy của xylan (hemicellulose) trong quá trình điều trị trước. Một ban nhạc chuyên sâu và sắc nét ở khoảng 2350 cm-1 chỉ định C@O trái phiếu trong các xét nghiệm ketone trong nhóm [27]. Giảm sự hấp thụ ở khoảng 2350 cm-1 cũng có thể được quy cho việc loại bỏ một phần hemicellulose. Trong văn học, một số ban nhạc tại 2800-3000 cm-1 được liên quan đến CH kéo dài, và những người ở 3550-3100 cm-1 đã được gán cho liên kết hiđrô OH kéo dài của cellulose [29]. Các đỉnh núi ở 2900 và 3370 cm-1 sau khi tất cả pretreatments giảm đáng kể, mà có thể được quy cho sự phân hủy của intermolecular hydro kết cellulose và hemicellulose. Các kết quả có thể gây ra những thay đổi của crystallinity trong nhiên liệu sinh học pretreated. Những phân tích XRD sau mẫu cũng xác nhận lý luận này.3.4. XRD phân tíchCấu trúc tinh thể của các nguyên liệu thường được coi là một trong những yếu tố đó ảnh hưởng đến enzym thủy phân [30]. Cellu - mất tinh thể các tính năng của mẫu đã được kiểm tra bởi XRD (hình 2b). Không có đỉnh núi mới xuất hiện trong pretreated cellulose, ngụ ý rằng trước khi điều trị đã không thay đổi allomorph tinh thể cellulose. Như mô tả trong hình 2b, nguồn gốc sinh khối trưng bày nhiễu xạ đỉnh gần 15 – 16°, 22,5 ° và 35° (2h) có nguồn gốc từ cellulose tôi, việc tìm kiếm này là tương tự như thu được trong nghiên cứu của Reddy và Yang [25]. Các ngọn núi đã được tìm thấy để duy trì vị trí của họ và trở nên ngày càng sắc nét hơn cho nhiên liệu sinh học pretreated. Một quan sát như vậy, mà ngụ ý một sự gia tăng trong crystallinity của nhiên liệu sinh học pretreated, có thể được quy cho sự gia tăng trong số lượng hoạt động cùng rela tinh thể chất do việc loại bỏ các amor-phous, thành phần noncellulose, chẳng hạn như hemicellulose và lignin. Chỉ số tương ứng crystallinity (CI) của mỗi mẫu đã được tính toán bằng các phương pháp được đề xuất bởi Segal et al. [31]. CI bản xứ CS là 35,2% và nó tăng lên 40.2%, 45.4% và 46.7% sau khi DSAP, UAAP và HPAP, tương ứng (bảng 2). Tuy nhiên, CI giảm rõ ràng là sau khi các enzym thủy phân (38.9%). Điều này có thể do sự suy thoái một phần tinh thể cellulose trong cuộc tấn công của enzyme. Kim et al. [14] và Kapoor et al. [10] cũng báo cáo tăng CI cho gạo rơm sau khi axit sulfuric loãng và dung dịch amoniac tiền xử lý và mù tạt cuống sau hơi explo-sion pretreatment. Một tỷ lệ lớn các vật liệu vô định hình, chẳng hạn như xylan và lignin, đã được gỡ bỏ sau khi các pretreatments. Vì vậy, các phần của cấu trúc tinh thể tiếp xúc với pretreated mẫu tăng so với nhiên liệu sinh học bản xứ và CI pretreated CS tăng lên. Tuy nhiên, CI sinh học pretreated CS được quan sát thấy giảm do Pandiyan và ctv [27]. dư lượng của HPAP CS Kết quả là có nghĩa là phân tích trùng lặp.một DSAP pha loãng axít sulfuric kiềm tiền xử lý, sự hỗ trợ UAAP-siêu âm trước khi điều trị, HPAP cao áp lực thaéng kiềm pretreatment.Hóa học và sinh học pretreatments có thể có func-tions khác nhau trong quá trình tiền xử lý. Có là không có hiệp định chung về mối tương quan giữa thủy phân CI và cellulose. Loại bỏ lignin lúc nào sẽ cải thiện các enzym thủy phân.3.5. so sánh các phương pháp tiền xử lý đối với các hiệu ứng trên các quá trình lên men enzym tác và ethanol