[发明专利]一种利用还原剂解除中水对酶解木质纤维素抑制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用利用还原剂解除中水对酶解木质纤维素抑制的方法，特别涉及解除含有铁离子的中水对酶解木质纤维素抑制的方法，属于纤维素利用技术领域。

背景技术

随着不可再生的石化原料的日益枯竭，以及对环境的危害，特别是燃烧排放的温室气体导致的全球变暖问题越来越受到人类的关注。以可再生的资源为原料，经过对环境无危害的过程来替代石化原料，已成为全世界都在积极探索的方向。目前，以木质纤维素生物质，例如，玉米秸秆（玉米芯）、麦秸、稻壳、谷物、芦苇、木材等原料进行可循环能源开发便成为了未来生物能源的发展方向之一，受到了全世界的普遍关注。在可在生能源产业化过程中，纤维素酶的酶解过程在C循环和能量转换中发挥了非常大的作用。然而，纤维素酶酶解过程所面临的主要问题是酶解效率低，特别是随着国家工业化步伐的加快，环境污染问题越来越严重，特别是地下水的重金属污染。这就造成了在实际工业化中所用的中水或者原水是含有各种重金属离子的水。而纤维素酶的活性和木质纤维素都很容易受到重金属离子的干扰，导致纤维素酶在木质纤维素水解过程中不能发挥最大作用，或者木质纤维素原料受到中水或原水中金属离子作用导致酶解效率降低。

中国专利文献CN101092447A（申请号200610090131.9）公开了用如下方法制备的来源于植物秸秆料的纤维素酶解助剂:将植物秸秆粉料进行水清洗、过滤得细胞壁滤渣；按配比加入含20-50MM抗坏血酸VC、质量百分比0.1-0.5%巯基乙醇、1-5MM PMSF、5-10MM EDTA的0.1-0.5MOL/L NAOH溶液；30-70℃温度下保温10-30小时,并每隔3-5小时添加一次PMSF至终浓度为1-5MM进行提取；提取完成后,离心并收集上清液；将上清液用盐酸调PH，并加入酒精充分摇匀，经放置再离心获沉淀物，再进行低温真空干燥，得占秸秆细胞壁干重10%的纤维素酶解助剂。该专利文献并未涉及到中水或原水水质对纤维素底物的影响或者对纤维素酶酶解效果的影响。

中国专利文献CN101899488A（申请号201010228581.6）公开了一种木质纤维素酶水解与膜分离单元耦合生产高浓度还原糖的方法。该方法利用微滤和超滤分离酶解液中的木质纤维素底物、水解酶和酶解产物还原糖,实现底物和酶的反复使用,并通过纳滤浓缩酶解液,制得高浓度的还原糖溶液。虽然该方法实现了纤维素水解生产还原糖的工业化，但耗水量较大，且对水质的要求较高，工业处理后的中水或原水通过上述方法无法获得还原糖，并没有涉及到中水对木质纤维素酶解的抑制作用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，一种利用还原剂解除中水对酶解木质纤维素抑制的方法

术语说明

本发明所述中水是指遭受金属重度污染的工业用水经处理后的再生水，水质符合GB/TT18920-2002标准，其中铁离子浓度为3～10mM。

本发明的技术方案如下：

一种利用还原剂解除中水对酶解木质纤维素抑制的方法，步骤如下：

（1）将待降解木质纤维素原料在40～50℃条件下于中水中浸泡20～28h，制得预处理木质纤维素；

（2）将步骤（1）制得的预处理木质纤维素浸入浓度为2～10mM的二硫苏糖醇（DTT）溶液中，在40～50℃条件下浸泡20～28h，然后经水或缓冲液冲洗至pH到4.5～5.5，烘干制得木质纤维素原料；

（3）按糖化体系重量百分比3～8%的比例将步骤（2）制得的木质纤维素原料浸入纤维素酶酶液中，酶浓度为20～40mg/g，在40～60℃条件下进行糖化，糖化80～100h，制得水解液。

根据本发明优选的，所述步骤（1）中待降解木质纤维素原料为微晶纤维素、玉米秸秆、麦秸、稻壳、谷物、芦苇、木材、麸皮、木糖渣和/或脱木素渣。

根据本发明优选的，所述步骤（2）中水为自来水或纯化水。

根据本发明优选的，所述步骤（2）中缓冲液为由自来水或纯化水或由其配制的浓度0.01~0.05M，pH4.5~5.5的柠檬酸盐、磷酸盐或醋酸盐缓冲液。

根据本发明优选的，所述步骤（3）中木质纤维素原料添加量为糖化体系重量百分比的5%。

所述步骤（3）中纤维素酶酶液可采用市售纤维素酶按比例配制，优选购自宁夏夏盛实业集团有限公司的纤维素酶，该纤维素酶源于斜卧青霉（Penicillum decumbens）。

有益效果