[发明专利]用于由来源于银胶菊植物的生物质生产糖的方法

说明书

由来源于银胶菊(guayule)植物的生物质生产糖的方法，包括：在至少一种木质素降解真菌的存在下，对所述生物质进行生物预处理，获得包含糖的液相和第一固体残余物；在至少一种稀无机酸的存在下，对所述第一固体残余物进行水解，获得包含糖的第一水解产物和第二固体残余物；对所述第二固体残余物进行酶水解，获得包含糖的第二水解产物和第三固体残余物。由此获得的糖可以有利地用作在用于生产醇(例如乙醇，丁醇)、脂质、二醇(例如，1,3‑丙二醇、1,3‑丁二醇、1,4‑丁二醇、2,3‑丁二醇)的发酵过程中的碳源，或者在用于生产其它中间体或化学产品(例如糠醛)的化学合成过程中的碳源。所述醇和脂质又可以有利地用于生产生物燃料(例如生物柴油或“绿色柴油”)，其可以原样使用，或者与其它燃料混合用于运输，而所述二醇可以用于生产产品如生物‑丁二烯，其又可以用于制造橡胶(例如，聚丁二烯或其共聚物)。所述用途在生物精炼厂的情况下是特别重要的。

描述

本发明涉及用于由来源于银胶菊植物(guayule plants)的生物质生产糖的方法。

更特别地，本发明涉及一种由来源于银胶菊植物的生物质生产糖的方法，包括：在至少一种木质素降解真菌的存在下，对所述生物质进行生物预处理，获得包含糖的液相和第一固体残余物；在至少一种稀无机酸(稀释的无机酸，diluted inorganic acid)的存在下，对所述第一固体残余物进行水解，获得包含糖的第一水解产物和第二固体残余物；对所述第二固体残余物进行酶水解，获得包含糖的第二水解产物和第三固体残余物。

由此获得的糖可以有利地用作在用于生产醇(例如乙醇，丁醇)、脂质、二醇(例如，1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇)的发酵过程中的碳源，或者在用于生产其它中间体或化学产品(例如糠醛)的化学合成过程中的碳源。所述醇和脂质又可以有利地用于生产生物燃料(例如生物柴油或“绿色柴油”)，其可以原样使用，或者与其它燃料混合用于运输，而所述二醇可以用于生产产品如生物丁二烯，其又可以用于制造橡胶(例如，聚丁二烯或其共聚物)。所述用途在生物精炼厂的情况下是特别重要的。

天然橡胶是以含水乳液的形式(通常以术语胶乳表示)包含在数百种植物物种中的烃类聚合物(顺式-1,4-聚异戊二烯)。天然橡胶的主要来源是巴西橡胶树(Heveabrasiliensis)(一种原产于亚马逊的树)，并且南美仍然是整个十九世纪所需的有限数量胶乳的主要来源。目前，由于寄生虫和疾病，美洲种植园几乎被完全废弃并且天然橡胶的生产几乎完全集中在东南亚。

为了克服越来越多地受到疾病和寄生虫侵袭的生产缺陷，在二十世纪，人们开发了多种方法来生产合成橡胶，最终发现了齐格勒-纳塔催化剂，该催化剂可以使异丙烯以极高的区域和立体选择性进行聚合，获得了几乎与植物来源的产物没有区别的合成的顺式-1,4-聚异戊二烯。然而，天然橡胶从未被完全替代，因为其某些性能(主要是机械性能)实际上是其少量脂质和与其相关的蛋白质的含量的结果。因此，在2013年的橡胶总产量(27.5Mt)中，仍然包括了12Mt(43％)的天然橡胶。

但是，从巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)生产橡胶暗示了一些技术和伦理性的问题。实际上，破坏美洲种植园的相同疾病和寄生虫仍然有可能也影响东南亚的橡胶生产。此外，胶乳的收获需要大量的劳动并且是唯一有利可图的，因为这种劳动以极低的薪水支付。由于这些原因，正在研究天然橡胶的替代来源。在这些当中，银胶菊(Partheniumargentatum)无疑是最有前途的一种。

银胶菊(Parthenium argentatum)是起源于美国西南部(特别是德克萨斯州)和北墨西哥的半荒漠地区的多年生灌木。这种植物以胶乳(在水中的乳状分散液或混悬液)的形式，尤其是在枝和茎的皮中积累天然橡胶(主要包含弹性体顺式-1,4-聚异戊二烯)。天然橡胶的含量可能取决于多种环境、耕种和保存因素，并且因此为干燥植物总重量的5％至20％。