[發(fā)明專利]一種將木糖渣高效糖化的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910090186.3
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號: CN101624610A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李榮杰;薛培儉;尚海濤;黃之文
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽豐原發(fā)酵技術(shù)工程研究有限公司
• 主分類號: C12P19/00
• 分類號: C12P19/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王朋飛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種將木糖渣高效糖化的方法。

背景技術(shù)

作為世界經(jīng)濟(jì)支柱的石油資源預(yù)計(jì)在數(shù)十年左右將會枯竭，因此，石油替代品的開發(fā)研究迫在眉睫。目前有很多國家在研究以木質(zhì)生物資源為原料用生物轉(zhuǎn)化法制備燃料乙醇，以替代或部分替代儲量有限的石油。

木質(zhì)生物資源的主要成分是纖維素、半纖維素和木素。其中，纖維素、半纖維素是可發(fā)酵糖的來源，含量占66～75(纖維質(zhì)原料的絕干重量)。由己糖通過釀酒酵母發(fā)酵生成乙醇是很成熟的工藝，當(dāng)采用纖維素酶水解木質(zhì)生物資源制造乙醇時，纖維素酶必須接觸吸附到纖維素底物上才能使反應(yīng)進(jìn)行，因此，纖維素對纖維素酶的可及性是決定水解速度的關(guān)鍵因素。

影響纖維素酶解的主要因素有纖維素中的木質(zhì)素含量、纖維素的比表面積及纖維素的結(jié)晶度和聚合度，研究表明，木質(zhì)素在酶解時的起到了一定的屏蔽作用，木質(zhì)素含量越大，酶解率越低；因此木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)若想提高提高酶解率，應(yīng)降低纖維素中的木質(zhì)素量，減少其中的半纖維素量同時降低纖維素的結(jié)晶度及聚合度，以增大纖維素與酶接觸的比表面積；

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種將木糖渣高效糖化的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足。

本發(fā)明提供一種將木糖渣高效糖化的方法，包括把木糖渣和濃度為1～20％(wt/wt)的催化劑水溶液混合在一起，加熱到70℃～180℃下反應(yīng)10～400分鐘，固液分離后，將得到的固體進(jìn)行酶解；所述的催化劑為氫氧化鈉溶液及亞硫酸鈉水溶液混合物。

其中，所述木糖渣絕干重量和催化劑水溶液的重量體積比是1∶1～20；所述木糖渣選自糠醛渣、玉米芯酸水解后的殘?jiān)蚋收嵩夂蟮臍堅(jiān)?/p>

優(yōu)選地，所述木糖渣絕干重量和催化劑水溶液的重量體積比是1∶4～10。

所述氫氧化鈉溶液的質(zhì)量百分比濃度為1～10％，亞硫酸鈉溶液的質(zhì)量百分比濃度為0.1～20％。

固液分離后，用水洗滌固相產(chǎn)物，將固體按一定的濃度投入反應(yīng)器內(nèi)，調(diào)節(jié)pH及溫度，加入相應(yīng)的酶進(jìn)行酶解，得到葡萄糖，然后由葡萄糖發(fā)酵其它生物化工產(chǎn)品；本發(fā)明使用纖維素酶進(jìn)行酶解，其加入量為10～30FPIU/克底物，pH值在4.5～5.2，溫度在46～50℃，酶解時間為48～72小時。

固液分離后得到的液相(蒸煮黑液)，經(jīng)膜濃縮后，再進(jìn)一步濃縮制成磺化木素產(chǎn)品，減少了預(yù)處理的成本。

本發(fā)明將木糖渣高效糖化的方法具有以下有益效果：

1)酶解得到的糖液濃度高，總糖可達(dá)到15％以上，克服了其它木質(zhì)纖維素酶解糖液濃度低的缺點(diǎn)；

2)酶解液葡萄糖純度高，雜糖含量較少，糖液可以滿足其它發(fā)酵工藝的要求；

3)蒸煮黑液中木素含量高，得到的磺化木素質(zhì)量好，解決了堿法蒸煮黑液廢水的難題。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

下述實(shí)施例中所用的纖維素酶均為無錫杰能科生物工程有限公司生產(chǎn)的商品纖維素酶。

實(shí)施例1

在一個適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)釜內(nèi)，加入4000克含水量70％的玉米芯酸水解后的殘?jiān)?，然后按固液?∶7(玉米芯酸水解后的殘?jiān)^干重量和催化劑水溶液的重量比)的比例加入熱的氫氧化鈉和亞硫酸鈉混合溶液，氫氧化鈉堿液濃度2.0％，亞硫酸鈉濃度為1％，封好口后，在85℃條件下加熱1.5小時進(jìn)行預(yù)處理，得到的漿液在2000rpm離心機(jī)內(nèi)離心，離心后的黑液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后，制成磺化木素產(chǎn)品；所得固相加入反應(yīng)釜中，同時加入一定量的水，用酸調(diào)節(jié)pH到4.8，調(diào)節(jié)溫度到50℃，向料液中加入纖維素酶，用酶量為30FPIU/克底物(以干基計(jì))，攪拌轉(zhuǎn)速100rpm/min，酶解時間控制在72小時，每24小時取樣一次，利用DNS法測酶解液在的總糖濃度，利用高效液相色譜法測酶解液中的總還原糖濃度；得到預(yù)處理后固體收率為62.4％，總糖濃度16.2％，葡萄糖純度90.5％，纖維素酶解得率88.5％。

實(shí)施例2