纤维素是木质纤维生物质细胞壁的骨架物质, 也是生物燃料制备过程中重要的前驱体。 作为重要的天然有机高分子, 纤维素分子结构的研究备受关注。 拉曼光谱仪因其较高的分辨率及无损检测的特点可在多尺度研究天然纤维素复杂分子链及聚集态结构。 本文在比较了色散型拉曼光谱仪和傅里叶变换拉曼光谱仪的构造及相关参数的基础上, 详细综述了拉曼光谱技术在植物细胞壁纤维素微区分布、 天然纤维素酶解发酵、 分子链空间取向、 分子形变、 结晶度与多晶态转变等方面的研究进展。 并对拉曼光谱技术在天然纤维素分子结构研究中存在的问题进行了总结, 提出了可能的解决方案, 以促进拉曼光谱技术在天然有机高分子研究领域的应用。

提出一种采用近红外光谱测定天然纤维素(棉、 木)浆粕聚合度的方法。 实验收集了195个天然纤维素浆粕样品, 采用GB/T 9107-1999方法测定了其聚合度, 对样品进行粉碎预处理后, 放入旋转杯中采集相应的近红外漫反射光谱。 通过化学计量学偏最小二乘方法(PLS)将聚合度数据与近红外光谱关联, 分别建立了棉木浆粕混合样品、 棉浆粕样品和木浆粕样品的聚合度定量模型。 最优模型相关系数分别为0.980, 0.993, 和0.886, 预测均方根误差(RMSEP)分别为147, 143和53。 研究了近红外方法精密度和准确性。 结果表明棉浆粕和木浆粕分类模型预测准确性优于混合模型, 且其预测精密度符合国标(GB)方法要求。 另外, 采用主成分分析方法建立了棉浆粕和木浆粕的识别模型, 结果表明该模型可以有效识别棉浆粕和木浆粕。 该方法操作简单、 分析速度快, 能够满足天然纤维素浆粕聚合度在线检测要求, 为实现清洁制浆新工艺聚合度在线监控目标提供了理论和技术依据。

针对天然纤维素清洁制浆新型连续生产工艺, 提出了采用近红外漫反射光谱测定天然纤维素（棉、 木浆粕）清洁浆料中α-纤维素含量。 收集了142个天然纤维素清洁浆料样品, 采用GB/T 9107—1999方法（化学分析方法）测定其α-纤维素含量。 通过粉碎预处理提高样品的均匀性, 继而压入旋转杯采集光谱。 采用簇类独立软模式（SIMCA）方法建立了有效的棉浆粕和木浆粕的分类模型, 模型识别率达到100%。 基于偏最小二乘（PLS）法分别建立的全部样品以及分类棉、 木浆粕的α-纤维素含量定量校正模型相关系数分别为0.954, 0.911和0.839, SEP分别为2.4%, 1.2%和1.6%, 模型预测精密度与GB方法的允差接近, 表明该方法是可行的, 且操作简单, 分析速度快, 对提高天然纤维素清洁浆料α-纤维素含量分析效率和指导其连续生产具有积极意义。

为了降低L-乳酸的生产成本,更好的实现生物质秸秆的资源化,利用天然纤维素依次接种经离子注入诱变处理的木聚糖酶高产菌黑曲霉P602和米根霉RL6041高产菌进行固、液体二次发酵的方法,将其转化成用于工业生产的L-乳酸.结果表明:本实验条件下,未经过任何化学预处理的秸秆等物质接种黑曲霉P602进行固体发酵,产生的木聚糖酶活力为6 320 IU/g干(培养)基,纤维素酶活力为29 IU/g干基;加入100 mL水浸提后,产生的还原糖浓度为14.07 g/L,纤维物质糖化率为79.45 %.取滤液接入米根霉RL6041进行液体发酵后,生成乳酸的量为7 g/L,糖酸转化率为47.6 %,以(NH4)2SO4作为氮源时,最佳氮源浓度为3 g/L.