[发明专利]一种将木糖渣高效糖化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物化工技术领域，具体涉及一种将木糖渣高效糖化的方法。

背景技术

作为世界经济支柱的石油资源预计在数十年左右将会枯竭，因此，石油替代品的开发研究迫在眉睫。目前有很多国家在研究以木质生物资源为原料用生物转化法制备燃料乙醇，以替代或部分替代储量有限的石油。

木质生物资源的主要成分是纤维素、半纤维素和木素。其中，纤维素、半纤维素是可发酵糖的来源，含量占66～75(纤维质原料的绝干重量)。由己糖通过酿酒酵母发酵生成乙醇是很成熟的工艺，当采用纤维素酶水解木质生物资源制造乙醇时，纤维素酶必须接触吸附到纤维素底物上才能使反应进行，因此，纤维素对纤维素酶的可及性是决定水解速度的关键因素。

影响纤维素酶解的主要因素有纤维素中的木质素含量、纤维素的比表面积及纤维素的结晶度和聚合度，研究表明，木质素在酶解时的起到了一定的屏蔽作用，木质素含量越大，酶解率越低；因此木质纤维素类生物质若想提高提高酶解率，应降低纤维素中的木质素量，减少其中的半纤维素量同时降低纤维素的结晶度及聚合度，以增大纤维素与酶接触的比表面积；

发明内容

本发明的目的是提供一种将木糖渣高效糖化的方法，以解决现有技术存在的上述不足。

本发明提供一种将木糖渣高效糖化的方法，包括把木糖渣和浓度为1～20％(wt/wt)的催化剂水溶液混合在一起，加热到70℃～180℃下反应10～400分钟，固液分离后，将得到的固体进行酶解；所述的催化剂为氢氧化钠溶液及亚硫酸钠水溶液混合物。

其中，所述木糖渣绝干重量和催化剂水溶液的重量体积比是1∶1～20；所述木糖渣选自糠醛渣、玉米芯酸水解后的残渣或甘蔗渣水解后的残渣。

优选地，所述木糖渣绝干重量和催化剂水溶液的重量体积比是1∶4～10。

所述氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为1～10％，亚硫酸钠溶液的质量百分比浓度为0.1～20％。

固液分离后，用水洗涤固相产物，将固体按一定的浓度投入反应器内，调节pH及温度，加入相应的酶进行酶解，得到葡萄糖，然后由葡萄糖发酵其它生物化工产品；本发明使用纤维素酶进行酶解，其加入量为10～30FPIU/克底物，pH值在4.5～5.2，温度在46～50℃，酶解时间为48～72小时。

固液分离后得到的液相(蒸煮黑液)，经膜浓缩后，再进一步浓缩制成磺化木素产品，减少了预处理的成本。

本发明将木糖渣高效糖化的方法具有以下有益效果：

1)酶解得到的糖液浓度高，总糖可达到15％以上，克服了其它木质纤维素酶解糖液浓度低的缺点；

2)酶解液葡萄糖纯度高，杂糖含量较少，糖液可以满足其它发酵工艺的要求；

3)蒸煮黑液中木素含量高，得到的磺化木素质量好，解决了碱法蒸煮黑液废水的难题。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

下述实施例中所用的纤维素酶均为无锡杰能科生物工程有限公司生产的商品纤维素酶。

实施例1

在一个适当的反应釜内，加入4000克含水量70％的玉米芯酸水解后的残渣，然后按固液比1∶7(玉米芯酸水解后的残渣绝干重量和催化剂水溶液的重量比)的比例加入热的氢氧化钠和亚硫酸钠混合溶液，氢氧化钠碱液浓度2.0％，亚硫酸钠浓度为1％，封好口后，在85℃条件下加热1.5小时进行预处理，得到的浆液在2000rpm离心机内离心，离心后的黑液经蒸发浓缩后，制成磺化木素产品；所得固相加入反应釜中，同时加入一定量的水，用酸调节pH到4.8，调节温度到50℃，向料液中加入纤维素酶，用酶量为30FPIU/克底物(以干基计)，搅拌转速100rpm/min，酶解时间控制在72小时，每24小时取样一次，利用DNS法测酶解液在的总糖浓度，利用高效液相色谱法测酶解液中的总还原糖浓度；得到预处理后固体收率为62.4％，总糖浓度16.2％，葡萄糖纯度90.5％，纤维素酶解得率88.5％。

实施例2