[发明专利]一种提高木质纤维素酶解糖化得率的方法

说明书

本发明属于木质纤维素酶解技术领域，公开了一种以阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂复配作为酶解助剂，提高木质纤维素酶解糖化得率的方法。该方法以阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂复配作为酶解助剂进行木质纤维素酶解。本发明利用阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂复配作为酶解助剂，提高木质纤维素的酶解糖化得率，添加低至0.5‰的阴离子表面活性剂和0.01‰的阳离子表面活性剂，就能使糖化得率提高44～115％。且可使用制浆造纸副产物木质素磺酸盐、木质纤维素的酸性亚硫酸盐法预处理废液直接作为阴离子表面活性剂进行利用，省去木质纤维素底物与预处理液的分离，将预处理液变废为宝，实现木质纤维素资源的综合利用。

技术领域

本发明属于木质纤维素酶解技术领域，特别涉及一种以阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂复配作为酶解助剂，提高木质纤维素酶解糖化得率的方法。

背景技术

石油资源日益枯竭，利用木质纤维素原料生产生物燃料和化学品的研究成为近年来的研究热点。由于木质纤维素具有来源丰富、价格低廉、区域性强等特点，为避免与人争粮，木质纤维素将成为生物乙醇生产最具潜力的原料。木质纤维素生产生物乙醇通常包括预处理、酶解、发酵、蒸馏等工艺。但目前该工艺面临着众多的瓶颈问题，如预处理成本高、酶解效率低、纤维素酶利用效率低等，导致了生物乙醇的总生产成本高，制约着生物乙醇的工业化生产。

目前针对如何提高木质纤维素酶解效率、降低生产成本等问题，国内外众多研究学者已展开了研究。研究发现，聚氧乙烯醚和吐温等非离子表面活性剂可以提高木质纤维素的酶解效率，十六烷基三甲基溴化胺等阳离子表面活性剂提高纤维素酶解的效果不明显，十二烷基硫酸钠等阴离子表面活性剂却抑制木质纤维素的酶解(Eriksson,T.,J.,Tjerneld,F.Mechanism of surfactant effect in enzymatichydrolysis of lignocellulose.Enzyme and Microbial Technology,2002,31,353-364)。但是非离子表面活性剂价格昂贵，不利于降低生物乙醇的生产成本。

最近的研究发现，来自制浆造纸废液的木质素磺酸盐和来自SPORL法预处理松木的废液都可以有效提高木质纤维素的酶解糖化得率(Zhou H.F.,Lou H.M.,Yang D.J.etal.Lignosulfonate to enhance enzymatic saccharification of lignocelluloses:role of molecular weight and substrate lignin.Industrial&EngineeringChemistry Research,2013,52(25):8464-8470；Wang,Z.J.,Lan,T.Q.,Zhu,J.Y.Lignosulfonate and elevated pH can enhance enzymatic saccharification oflignocelluloses.Biotechnology for Biofuels,2013,6:9)。由于木质素磺酸盐是木质纤维素酸性亚硫酸盐法预处理液的主要成分，也可以由生物乙醇生产过程中产生的酶解残渣经过磺化反应后得到。因此，利用木质素磺酸盐为主的预处理液和阳离子表面活性剂复配作为酶解助剂，可以省去木质纤维素底物与预处理液分离的传统步骤。将抑制木质纤维素酶解的预处理液变废为宝，与阳离子表面活性剂复配，提高木质纤维素的酶解糖化得率，实现生物质的综合利用，可以降低纤维素乙醇的生产成本，有助于推动纤维素乙醇的工业化。

发明内容

为了克服木质纤维素酶解工艺现有技术所存在的酶解效率低、可发酵糖浓度低、生产成本高等缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种以阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂复配作为酶解助剂，提高木质纤维素酶解糖化得率的方法。

本发明另一目的在于提供一种以制浆造纸副产物木质素磺酸盐阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂复配作为酶解助剂，提高木质纤维素酶解糖化得率的方法，实现木质素磺酸盐的资源化利用。