[发明专利]一种利用生物质制备生物糖浆的方法

说明书

本发明涉及一种利用生物质制备生物糖浆的方法，以生物质材料为原料，将生物质材料进行前期预处理后经过筛分得到一定目数的生物质物料，将生物质物料进行干燥处理，然后称量一定量的生物质物料配制一定浓度的悬浮液，调节悬浮液的pH值，保持一定的温度，加入一定量的果胶酶和阿魏酸脂酶组合酶，并在一定的转速下进行搅拌，酶解一段时间，再调节pH值和保持一定的温度，再加入一定量的纤维素酶﹑溶解性多糖单加氧酶（LPMO）﹑过氧化氢酶的组合酶，再加入一定量的L‑抗坏血酸，再酶解一定时间。本发明实现酶解时间的缩短﹑酶添加量的减少﹑酶活性维持的时间长久及酶的再利用﹑降低成本等，得到高浓度的糖浆酶解液。

技术领域

本发明属于生物质材料利用技术领域，特别涉及一种利用生物质制备生物糖浆的方法。

背景技术

木质纤维素来源广泛、价格低廉，是生产燃料乙醇的理想原料，其主要成分包括30％~40％纤维素、20％~30％半纤维素和20％~30％木质素。生物质材料如玉米秸秆、玉米芯、农林废弃物、甘蔗、小麦、甜高粱中含有大量的木质纤维素。

目前木质纤维素制备纤维素乙醇通常包括预处理、水解、发酵、蒸馏等单元操作，其中纤维素水解为可发酵糖是纤维素乙醇炼制过程中至关重要的环节。目前，木质纤维素的降解主要有化学法和酶法水解。与化学法水解相比，酶法水解工艺条件温和，设备简单，能耗低，同时具有副产物少、环境友好等特点，受到广泛重视并取得重大进展。由于木质纤维素中的纤维素主要以结晶状态存在，因此需要高活性的酶来水解纤维素相当重要。但目前现有的纤维酶活力低，纤维素酶的组分单一，耗酶量大，酶解时间长，发酵成本高，且其在酸性条件下的酶解效率和转化率普遍偏低，严重限制了木质纤维素在生物乙醇生产中的应用。

现有对木质纤维素酶解的方法较多，在公告号CN107916284A的中国专利中公开了一种“以聚乙二醇/水混合物为介质的木质纤维素酶解糖化技术”，以木质纤维素为原料，聚乙二醇取代部分水，将聚乙二醇/水混合物作为酶解介质用于木质纤维素的酶解糖化过程中，既减少了水的用量、同时也使反应体积的粘度得到有效控制，木质纤维素酶解效率未受影响，所获得木质纤维素酶水解液的还原糖浓度得到提高。但该方法还存在如下主要缺点：（1）使用的纤维素酶的添加量较大，成本高；（2）酶解时间超过100h，酶解效率较低；（3）酶解的得到葡萄糖浓度35g/l~65g/l，葡萄糖浓度偏低，对后续发酵有一定的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种利用生物质制备生物糖浆的方法，以生物质为原料，通过使用两步酶解制备高含量的糖浆，第一步通过使用果胶酶和阿魏酸脂酶组合酶对其细胞壁进行酶解，来快速降解细胞壁中的果胶类物质，降低其物料的粘度；第二步通过纤维素酶﹑溶解性多糖单加氧酶（LPMO）﹑过氧化氢酶组合酶及L-抗坏血酸，对纤维素进行高效水解制备糖浆，可以实现纤维素酶更好的接触底物，使得酶解时间的缩短﹑酶添加量的减少﹑酶活性维持的时间长久及酶的再利用﹑降低成本等，得到高浓度的糖浆酶解液。

本发明是这样实现的，提供一种利用生物质制备生物糖浆的方法，以生物质材料为原料，将生物质材料进行前期预处理后经过筛分得到一定目数的生物质物料，将生物质物料进行干燥处理，然后称量一定量的生物质物料配制一定浓度的悬浮液，调节悬浮液的pH值，保持一定的温度，加入一定量的果胶酶和阿魏酸脂酶组合酶，并在一定的转速下进行搅拌，酶解一段时间，再调节pH值和保持一定的温度，再加入一定量的纤维素酶﹑溶解性多糖单加氧酶（LPMO）﹑过氧化氢酶的组合酶，再加入一定量的L-抗坏血酸，再酶解一定时间，然后通过滤纸过滤，对酶解液中的固液进行分离，得到酶解液，然后将酶解液在旋转蒸发仪中进行真空浓缩，得到生物糖浆。

进一步地，所述利用生物质制备生物糖浆的方法包括如下步骤：