[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用茭白廢棄物制備木糖和葡萄糖的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410249429.4
• 申請(qǐng)日: 2014-06-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103981295B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付永前;蔣茹;尹龍飛;朱華躍;李鑫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 臺(tái)州學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): C13K13/00
• 分類(lèi)號(hào): C13K13/00;C13K1/02;C12N1/14;C12P7/56;C12R1/845
• 代理公司: 南京天華專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司32218
• 代理人: 尹慧晶,徐冬濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于絲狀真菌菌體培養(yǎng)的木糖和用于乳酸、富馬酸發(fā)酵的葡萄糖的制備方法。?

背景技術(shù)

隨著石油危機(jī)的日益加重，世界化學(xué)工業(yè)的原料正逐步由石油資源向生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)變。目前生物化工的原料大多以糧食制備的淀粉和糖為主，導(dǎo)致“與人(畜)爭(zhēng)糧、與糧爭(zhēng)地”的局面日益嚴(yán)重。生物質(zhì)單糖作為生物化工的主要原料，已成為限制中國(guó)生物化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。?

木質(zhì)纖維素包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廢棄物和剩余物(如農(nóng)作物秸稈、谷殼、麩皮、蔗渣等)、林木(軟木和硬木)及林業(yè)加工廢棄物、草類(lèi)等，年產(chǎn)量高達(dá)1500億噸以上。經(jīng)過(guò)水解糖化，纖維素物質(zhì)可轉(zhuǎn)化為單糖類(lèi)物質(zhì)，以此為平臺(tái)，經(jīng)化學(xué)途徑可轉(zhuǎn)化成燃油、燃?xì)饧盎瘜W(xué)品；通過(guò)生物催化可轉(zhuǎn)化成大宗發(fā)酵產(chǎn)品及液體生物燃料；利用結(jié)晶純化技術(shù)得到的單糖晶體更是重要的工業(yè)原料。?

木質(zhì)纖維素中半纖維素、纖維素含量相對(duì)較高，能達(dá)到材料的50％以上，但由于木質(zhì)素含量較多(10～20％)，其對(duì)纖維素等的包裹作用，使得木質(zhì)纖維素在處理過(guò)程中，困難重重。其中木質(zhì)素的存在成為木質(zhì)纖維素資源充分利用的重大障礙，要達(dá)到有效利用木質(zhì)纖維素資源的目的，降低處理的成本，必須首先解決木質(zhì)素的降解問(wèn)題。對(duì)木質(zhì)纖維素處理的方法歸類(lèi)可分為物理法、化學(xué)法、物理-化學(xué)法及生物法等，主要有：機(jī)械粉碎(球磨、振動(dòng)磨等)、高溫液態(tài)法、高能輻射、微波處理、高溫分解、蒸氣爆破法、氨纖爆破法、CO₂爆破、濕氧化法、酸水解法、堿處理法、過(guò)氧化物法及有機(jī)溶劑法等。在早期的研究中多用化學(xué)法處理，環(huán)境污染大，近期發(fā)展了相對(duì)清潔的生產(chǎn)方法，包括蒸爆法，有機(jī)溶劑提取法等，該類(lèi)方法在制備過(guò)程中相對(duì)能耗較大，歸根到底，還在于其木質(zhì)纖維素堅(jiān)韌的內(nèi)部結(jié)構(gòu)增加了分離的困難，同時(shí)，用以上方法得到的糖如木糖、葡萄糖在進(jìn)行生物利用的過(guò)程中，還需要進(jìn)行脫毒處理。如黃和等申請(qǐng)的發(fā)明專(zhuān)利“控制絲狀真菌發(fā)酵過(guò)程?中生長(zhǎng)形態(tài)的方法”(授權(quán)號(hào)：CN102212484B)明確指出，木質(zhì)纖維素水解得到的水解液含量復(fù)雜，成分較多，水解糖液要經(jīng)過(guò)脫毒處理后才可用于菌體的培養(yǎng)以及富馬酸的發(fā)酵。?

目前針對(duì)茭白廢棄物的資源利用還鮮有報(bào)道，本發(fā)明提出了專(zhuān)門(mén)針對(duì)茭白廢棄物提取糖資源的工藝。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種以茭白廢棄物為基本原料，高效提取木糖和葡萄糖的方法，該方法得到的木糖可用于絲狀真菌菌體培養(yǎng)，得到的葡萄糖可用于乳酸、富馬酸發(fā)酵，并且提取效率高，成本低，本發(fā)明可解決木質(zhì)纖維素資源中糖資源提取和后續(xù)開(kāi)發(fā)利用技術(shù)不足。?

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的：?

一種利用茭白廢棄物制備木糖和葡萄糖的方法，該方法包括以下步驟：?

1)將茭白廢棄物粉碎后，用濃度為70～90％乙醇在溫度80～90℃條件下浸提1～2h，過(guò)濾，得到固形物；?

2)將固形物用甲酸在溫度60～75℃條件下浸提1～2h，過(guò)濾，固液分離，將得到的液體進(jìn)行減壓蒸餾，回收甲酸，得到固形物，即為木糖；優(yōu)選用甲酸在溫度70℃條件下浸提2h。?

3)將步驟“2)”得到的固形物繼續(xù)使用甲酸在溫度80～90℃條件下浸提4～5h，制備得到葡萄糖。優(yōu)選使用甲酸在溫度80～90℃條件下浸提5h。?

該方法所述的茭白廢棄物可先在50℃過(guò)夜烘干，用粉碎機(jī)粉碎至粒徑為10～20mm的顆粒。?

步驟“1)”中，用乙醇浸提過(guò)程中采用的固液比為1：5～20，優(yōu)選1：10。乙醇浸提過(guò)程中采用的乙醇濃度優(yōu)選為80～90％，優(yōu)選在溫度為90℃條件下浸提。?

步驟“2)”中，用甲酸浸提過(guò)程中采用的固液比為1：5～20，優(yōu)選1：10。優(yōu)選將固形物用甲酸在溫度70℃條件下浸提。?

步驟“3)”中，用甲酸浸提過(guò)程中采用的固液比為1：10～30，優(yōu)選1：20。優(yōu)選使用甲酸在溫度為90℃條件下浸提。?

上述固液比均指質(zhì)量體積比(g/ml)。本發(fā)明所使用的甲酸為市售商品甲酸，的質(zhì)量濃度優(yōu)選為86.24％。?

所述的茭白廢棄物為茭白鞘葉、葉片及葉鞘。?

利用上述方法得到的木糖培養(yǎng)米根霉菌體的方法，該方法具體包括以下步驟：?