[发明专利]一种利用秸秆生产木糖的方法

摘要

本发明公开了一种利用放线菌发酵产生的木聚糖酶降解由秸秆制备的半纤维素成为木糖的方法，技术方案包括木聚糖酶液制取、半纤维素的制备、酶解半纤维素以及木糖的提纯与精制四个主要工序。酶法生产木糖，具有专一性高，条件温和，中间体杂质较少，易于净化提取，同时半纤维素转化率、木糖结晶的收率均较高，以及在工业上能够保持清洁、环保型生产等优点。原料总转化率15％以上，成品木糖的含量98.5％以上。

主权项

一种利用秸秆生产木糖的方法，其特征是：生产步骤如下：(1)本发明所需要的放线菌菌株通过以下方式获得：从山西榆次郊区玉米田堆肥中采集样品，采用常规微生物分离筛选技术，取1～10g的样品置于50～100ml无菌水中进行梯度稀释，并吸取0.1ml～0.5ml的稀释液涂布于半纤维素分解菌筛选平板上，半纤维素分解菌筛选培养基的pH值6.5，半纤维素分解菌筛选培养基由下列重量含量的组分组成：(NH4)2SO4 0.5份，K2HPO41.0份，MgSO4·7H2O 0.3份，CaCl2·2H2O 0.2份，K2SO4 0.1份，NaCl 0.2份，半纤维素15份，自来水1000份，于36℃培养72h，挑选菌落透明圈大的菌株发酵降解半纤维素，选取木聚糖酶活力高的多个菌株反复诱变、筛选获得该菌株；(2)将获得的放线菌菌株在高氏合成一号培养基斜面上活化，35～40℃，培养24h～48h，然后取一接种环已长好的菌苔接入液体种子培养基，35～40℃，200转/分钟，摇瓶培养24～36h，形成种子培养液，液体种子培养基pH值为7.0～8.0，液体种子培养基由下列重量含量的组分组成：葡萄糖20～50份，KNO3 1～3份，K2HPO4 0.2～1份，MgSO4·7H2O 0.2～1份，NaCL 0.2～1份，FeSO4 0.01～0.1份，自来水1000份，以10％～20％(V/V)的比例将种子培养液接入发酵培养基，35～40℃，100～200转/分钟，摇瓶培养48～96h，发酵培养基pH值为5.0～8.0，发酵培养基由下列重量含量的组分组成：K2HPO4 1～3份，NH4NO3 1～3份，MgSO4·7H2O 0.1～1份，玉米浆20～50份，秸秆50～100份，自来水1000份；待发酵结束，过滤去除菌体、秸秆残渣，即得木聚糖酶液，酶活力达2100U/mL；(3)将秸秆粉碎至颗粒直径为2～5mm，按秸秆(Kg)∶NaOH溶液(L)＝1∶6～8的比例，加入3～6％NaOH溶液，80～100℃，维持3～5h，用浓HCL调pH至3.5～5.5，即得半纤维素料液；(4)将半纤维素料液冷却至40～50℃，加入木聚糖酶液，使料液中最终酶活力达200～400U/mL，45～55℃，酶解反应2～10h，得到粗木糖液；(5)将粗木糖液按0.2～0.5％(W/V)的比例加入活性炭，升温至60～70℃，维持20～30min，过滤，将滤液在60℃减压浓缩至木糖含量20～40％；选用732型阳离子交换树脂和301型阴离子交换树脂进行离子交换；将离子交换液浓缩至不出水，加入无水酒精，使料液中木糖含量达20～40％(W/V)，过滤，将滤液在60℃减压浓缩至不出酒精；将浓糖浆冷却，降温至5～10℃，结晶木糖析出，4000转/分钟，10min离心甩滤，用冷酒精洗涤两次，将湿结晶木糖50～70℃烘干，粉碎即为成品。