[發明專利]采用木質纖維素制備葡萄糖酸鈉的方法

有效

• 申請號: 201810939181.2
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109022506B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 崔球;劉亞君;祁寬;馮銀剛
• 申請（專利權）人: 青島中科潮生生物技術有限公司
• 主分類號: C12P7/58
• 分類號: C12P7/58
• 代理公司: 山東康裕律師事務所 37311
• 代理人: 傅培

1.采用木質纖維素制備葡萄糖酸鈉的方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）預處理：對木質纖維素原料進行預處理，得到木質素含量不高于15%，半纖維素含量不高于20%的木質纖維素底物；

（2）糖化：按照固液重量體積比1:3-1:50將步驟（1）得到的木質纖維素底物轉移至厭氧發酵罐的培養基中，將纖維素酶制劑加入所述木質纖維素底物中，在40-65℃的溫度條件下進行水解反應，得到含有葡萄糖的糖液；所述纖維素酶制劑通過非纖維小體蛋白與纖維小體中的組分相互作用，將非纖維小體蛋白結合在纖維小體復合體中得到；所述纖維小體為由熱纖梭菌生產且分泌在胞外的具有木質纖維素降解活性的多酶復合體；

其中，所述非纖維小體蛋白具體為：由基因組CP001393.1中1968724至1973904核酸序列編碼的纖維素外切酶Cel9-48、編碼序列為SEQ ID NO: 2的膨脹因子Epn、編碼序列為SEQID NO: 1的木聚糖酶XynA和由基因組CP001393.1中2531445至2532785核酸序列編碼的果膠酶PelA；

其中，所述纖維素外切酶Cel9-48的3’端與熱纖梭菌的I型對接模塊DocIct的序列SEQID NO: 6直接連接；所述膨脹因子Epn與腳架蛋白SdbA的5’端進行融合表達，所述腳架蛋白SdbA的序列為基因組CP002416.1中1108113至1109912核酸序列編碼；所述木聚糖酶XynA的3’端與II型粘連模塊CohII的序列SEQ ID NO: 7直接連接；所述果膠酶PelA的3’端與熱纖梭菌的I型對接模塊DocIct的序列SEQ ID NO: 6直接連接；

（3）粗制：當糖液中葡萄糖濃度達到10-100 g/L后，使糖液通過發酵罐出口裝配的過濾組件進入具有葡萄糖氧化酶和過氧化氫酶的固定床反應器；在35-55℃的溫度條件下，向反應器中通入空氣至溶氧飽和，糖液循環進入反應器反應，使葡萄糖氧化為葡萄糖酸，流加氫氧化鈉控制pH為5.5-8.0，使葡萄糖酸轉化為葡萄糖酸鈉；

（4）精制：當葡萄糖消耗完畢、pH維持不變時結束反應，停止通氣以及添加氫氧化鈉，結束反應；經過除雜、脫色、濃縮、干燥，得到制備好的葡萄糖酸鈉。

2.根據權利要求1所述的采用木質纖維素制備葡萄糖酸鈉的方法，其特征在于：步驟（1）中所述的木質纖維素原料為玉米秸稈、小麥秸桿、灌木條枝、木片、制漿纖維渣、玉米芯、稻草和廢紙中的一種或多種的組合；所述預處理為堿法、稀酸法、水熱法、汽爆法和磺化法預處理技術中的一種或多種的組合；預處理后的木質纖維素底物為木質素含量不高于11%，半纖維素含量不高于12%。

3.根據權利要求1所述的采用木質纖維素制備葡萄糖酸鈉的方法，其特征在于：步驟（2）糖化步驟中的溫度條件為55-60℃，水解體系中的固液重量體積比為1:5-1:25。

4.根據權利要求1所述的采用木質纖維素制備葡萄糖酸鈉的方法，其特征在于：步驟（3）中，當葡萄糖濃度為50-80g/L后，使糖液通過發酵罐出口裝配的過濾組件進入具有葡萄糖氧化酶和過氧化氫酶共固定化催化劑的固定床反應器，糖液流速為50-80升每平方米每小時；在流入糖液的同時通入空氣，氣液體積比為1:5-1:10，反應器內溫度為40-50℃，流加45%氫氧化鈉使pH控制在6.5-7.5。

5.根據權利要求1所述的采用木質纖維素制備葡萄糖酸鈉的方法，其特征在于：步驟（4）中，當葡萄糖濃度降低至0.1-0.3克每升時，pH值在7.0保持20分鐘不變時，停止通氣以及添加氫氧化鈉，從而結束反應；通過添加活性炭并加熱，對葡萄糖酸鈉溶液進行脫色，通過微孔抽濾除去葡萄糖酸鈉溶液中的不溶性物質，獲得澄清溶液；減壓濃縮，并結晶干燥得到葡萄糖酸鈉成品。