بررسی تغییرات شیمیایی، طیفی و ریزساختاری زیست‌توده کاه گندم توسط پیش‌فرآوری ترکیبی ازن - قلیا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فنی کشاورزی، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران

2 گروه علوم دام و طیور، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران

3 گروه حشره شناسی و بیماری های گیاهی

10.22034/jrmam.2021.11179

چکیده

پیش‌فرآوری یک پیش‌نیاز برای بهبود هضم‌پذیری زیست‌توده‌های لیگنوسلولزی با درجه سرسختی بالا است. با این حال، هنوز در مؤلفه‌های کلیدی تغییرات زیست‌توده در اثر پیش‌فرآوری‌ها، بحث‌های قابل توجهی وجود دارد. در مطالعه حاضر، مؤلفه‌های شیمیایی، طیفی و ساختاری زیست‌توده کاه گندم قبل و بعد از یک پیش‌فرآوری ترکیبی به‌وسیله پایش از طریق آنالیزهای شیمیایی، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف‌سنجی پراش پرتو ایکس (XRD) ارزیابی شد. از یک پیش‌فرآوری ترکیبی ازن - قلیا برای تخریب ساختار لیگنوسلولزی کاه گندم با هدف بهبود قابلیت دسترسی به محتوای ترکیبات قندی آن استفاده شد. بدین منظور، اثر پنج متغیر نرخ تولید ازن (1، 2 و 3 گرم بر ساعت)، زمان ازن‌دهی (15، 30 و 45 دقیقه)، نرخ جریان ازن / اکسیژن (صفر، 3 و 6 لیتر بر دقیقه)، محتوای رطوبت کاه گندم (100، 200 و 300 درصد وزنی بر مبنای تر) و مقدار اوره (صفر، 5/1 و 3 درصد وزنی) بر چهار پاسخ محتوای دیواره سلولی (NDF)، دیواره سلولی بدون همی‌سلولز (ADF)، لیگنین (ADL)، pH و همبستگی آن‌ها با روش سطح پاسخ (RSM) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که دو متغیر نرخ جریان و محتوای رطوبت بیشترین درصد تأثیرگذاری در اکثر پاسخ‌ها را به خود اختصاص دادند. بالاترین همبستگی‌ها بین دو پاسخ pH با NDF )90/0(R2 = و ADL با NDF )64/0(R2 = بدست آمد. شرایط بهینه در نرخ تولید ازن 3 گرم بر ساعت، زمان 45 دقیقه، نرخ جریان ازن/اکسیژن 5/3 لیتر بر دقیقه، رطوبت 100 درصد وزنی و مقدار اوره 3 درصد وزنی بدست آمد و در این شرایط، کاهش معنی‌داری در محتوای همی‌سلولز (9/56 درصد)، لیگنین (50 درصد) و pH (76/55 درصد) بدون اختلاف معنی‌دار در سلولز نسبت به نمونه بدون پیش‌فرآوری مشاهده شد. نتایج تحقیق حاضر، کارایی بالای پیش‌فرآوری پیشنهادی را در تخریب الیاف دیواره سلولی کاه گندم در دما و فشار محیط به اثبات رساند. ارتباط

کلیدواژه‌ها

موضوعات