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水稻秸秆作为一种可再生资源,已经被广泛的应用在生物炼制工艺中。秸秆中含有丰富的碳元素和氮元素,可以作为生物能源的原材料,并已被广泛应用到社会的发展中。但是在秸秆废弃物转化为新能源的过程会释放一些生物活性物质,这些物质往往会表现出较高的生物活性,有些也会在生物炼制过程中起抑制作用。这些活性物质的可利用价值有待去开发。在本论文中,我们讨论了从水稻秸秆中释放出的多酚及多糖等生物活性物质对植物病原菌感染以及植物生长调节的作用,并且研究了秸秆中生物活性物质提取后剩余残渣的糖化与发酵。得到的数据具体如下:1)用粗磨生物质与2%Na OH按照1:10混合,121℃处理20 min,利用乙酸乙酯萃取秸秆酚酸(PAs)。研究了秸秆酚酸对灰霉病菌(Botrytis cinerea)生长的影响。经HPLC检测,PAs主要为对香豆酸(CA)和阿魏酸(FA)组成。PAs对菌丝生长和孢子萌发具有很强的抑制效果,在0.2 g/L PAs中,菌丝生长和孢子萌发分别下降86.18%和69.10%。共聚焦显微图像显示PAs改变了灰霉病菌的生物形态。在PAs的胁迫下,菌丝倾向于结块而不是伸展,这可能是PAs对菌丝生长的主要抑制作用。为了证实PAs作为杀菌剂的可行性,研究了PAs对感染灰霉菌的番茄叶片影响。添加PAs可以增强PAL和PPO的活性,降低感染叶片中POD和CAT的活性,表明PAs可以通过降低番茄叶片的氧化胁迫来增加对B.cinerea的耐受性。叶绿素荧光成像表明,PAs可以减轻灰霉病菌对叶片光合性能的破坏。2)将球磨15次之后的秸秆生物质与去离子水1:10混合,然后在60℃条件下提取1 h,释放出HS(Humic substances)。我们先将HS进行了组分分析,然后对其做了组分分离,讨论了不同组分对番茄、黄瓜以及油菜发芽的生长调节作用,发现多糖和多酚成分对幼苗的发芽都有很好的促进作用,尤其是在苗长和干重方面。我们继续研究了多糖与多酚对番茄植株生长的影响,发现在株高方面分别促进了30.04%和18.66%,在叶片数量方面分别促进了13.88%和20.85%,并且对植物叶片中抗氧化能力也有所提升,SOD提高了89.23%,POD提高了84.78%,CAT提高了77.64%。3)我们将秸秆中HS提取后剩余残渣应用到乙醇的生产中,探讨了生物活性物质提取对糖化及乙醇发酵的影响。实验结果表明,与传统工艺(没有生物活性物质萃取工艺)相比,糖化效率降低了7.71%,这是由于在HS生产过程中损失了部分多糖。但是最终的乙醇的发酵效率有所提高,与未处理的秸秆相比,以处理秸秆残渣为原料发酵48 h时乙醇浓度和产率升高了29.39%和52.83%。因为HS对酵母生长有很强的抑制作用,HS提取可减少发酵液中的抑制物,从而提高乙醇发酵效率。在本次研究中,我们主要是致力于将秸秆生物质分泌出的多酚、多糖开发利用为植物源杀菌剂和植物源生长调节剂。与此同时降低残渣中的复杂结构和多酚的含量,将残渣用于糖化和发酵。这种植物源杀菌剂-植物源生长调节剂-乙醇发酵多联产工艺可以提高秸秆利用率及乙醇转化效率,为秸秆资源化利用提供了新思路。