[发明专利]一种利用分子网布包埋β-葡萄糖苷酶提高纤维素水解效率并降低纤维素乙醇成本的方法

摘要

一种利用分子网布包埋β‑葡萄糖苷酶提高纤维素水解效率并降低纤维素乙醇成本的方法涉及生物能源化工领域。将纤维素生物水解制备乙醇路线的最大问题是成本高。而这种高成本主要来自于三种催化酶——外切葡聚糖酶，内切葡聚糖酶以及β‑葡萄糖苷酶的成本，β‑葡萄糖苷酶的成本最高。本发明了利用聚乙二醇(PEG)网布将β‑葡萄糖苷酶原位网包固定在聚合物基材上，将该固定有β‑葡萄糖苷酶的复合基材与其它两种纤维素酶混合使用，不仅大大降低了纤维素酶水解过程中纤维二糖的抑制作用，提高了纤维素转化成葡萄糖的效率；还因PEG网布均匀而且不溶胀，固定化的β‑葡萄糖苷酶不易泄露，操作稳定且易分离，可多次(12次)重复利用，可极大地降低纤维素乙醇的成本，有利于工业化生产。

主权项

1.一种利用原位网布包埋β‑葡萄糖苷酶提高水解纤维素效率并降低纤维素乙醇成本的 方法，其特征在于包括以下步骤：(1)使用戊二醛对β‑葡萄糖苷酶溶液交联处理10‑90分钟得到交联的β‑葡萄糖苷酶溶液；戊二醛在体系中的体积浓度为0.25％‑5％；β‑葡萄糖苷酶在体系中浓度为10‑100g/L；所述体系为戊二醛与β‑葡萄糖苷酶溶液的混合物；(2)将0.5‑5M的异丙基硫杂蒽酮丙酮溶液均匀地涂覆在聚合物基材上，然后将涂覆有溶液的基材置于两片石英片之间，随后将此体系置于汞灯下在室温下正反面各照射2‑5分钟，得到携带表面休眠基的聚合物基材，其中光强为0.9mW/cm2‑9mW/cm2；(3)将交联的β‑葡萄糖苷酶溶液与可聚合单体混合后，交联的β‑葡萄糖苷酶溶液：可聚合单体体积比为1:4‑4:1；均匀的涂敷在接枝有异丙基硫杂蒽酮的基材上，然后将涂覆有溶液的基材置于两片石英片之间，随后将此体系置于可见光灯下照射30‑180分钟，得到固定有β‑葡萄糖苷酶的聚合物膜，其中光强为0.9mW/cm2‑9mW/cm2；所用可聚合单体为聚乙二醇二丙烯酸酯，聚乙二醇双甲基丙烯酸酯或亚甲基双丙烯酰胺；(4)将固定有β‑葡萄糖苷酶的基材投入含有纤维素酶与纤维素底物的溶液中，在30‑60℃，摇床转速40‑200rpm下反应6‑120小时，将纤维素底物转变成葡萄糖；其中纤维素酶与纤维素底物的质量比为1:10‑10:1，纤维素酶与固定化的交联β‑葡萄糖苷酶的质量比为1:5‑5:1。