[發明專利]辣根過氧化物酶處理除去植物纖維預水解液中木素的方法

有效

• 申請號: 201910547020.3
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110256608B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 李宗全;王福升;陳建松;傅英娟
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: C08B37/14
• 分類號: C08B37/14;C07H1/06;C07H3/06
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 羅文曌

本發明公開了一種辣根過氧化物酶處理除去植物纖維預水解液中木素的方法，屬于植物纖維組分分離純化領域。該方法包括：S1.對植物纖維原料預水解液進行探頭式超聲處理；S2.在超聲處理后的預水解液加入可溶性鈣鹽，然后再采用辣根過氧化物酶進行處理；S3.處理后的水解液去沉淀后得純化后預水解液。與現有技術相比，本發明方法采用探頭式超聲處理和鈣離子存在下的辣根過氧化物酶處理結合可以顯著提高木素的去除率，并且低聚糖的損失很少，具有很好的推廣應用價值。

技術領域

本發明涉及植物纖維組分分離純化領域，具體提供一種辣根過氧化物酶處理除去植物纖維預水解液中木素的方法。

背景技術

自水解，也叫預水解，就是在植物纖維原料水解過程中只采用熱水進行水解的過程。在自水解過程中纖維原料中的乙酰基發生脫乙酰反應產生乙酸，乙酸會催化半纖維素的水解和溶出，因此自水解被認為是一種環境友好的提取半纖維素的有效方法，也是硫酸法生產溶解漿過程中從原料中除去半纖維素的重要方法。在自水解過程中，纖維原料中的半纖維素溶解到預水解液中。溶解到預水解液中的半纖維素大多以低聚糖的形式存在，少量以單糖形式存在。這些低聚糖在食品、醫藥和化工行業中有很重要的應用價值，水解液中的糖也可以用來進行發酵生產燃料如乙醇等。在預水解過程中，還會有部分木素溶解于預水解液中，預水解液中還含有糠醛、羥甲基糠醛和乙酸等小分子雜質。為了利用纖維原料預水解液中的半纖維素糖，需要對預水解液進行分離純化。膜過濾是除去水解液中小分子雜質如乙酸、糠醛的重要方法，也是濃縮水解液的重要步驟。但預水解液中的木素會導致膜的堵塞，使膜過濾的生產效率降低，同時也導致過濾膜壽命的縮短。另外，在利用預水解液中的半纖維素糖發酵生產燃料時，水解液中的木素也對酶解和發酵過程有害。因此，除去預水解液中的主要雜質-木素，對預水解液中半纖維素糖的分離純化和利用有重要的意義。

目前已有很多方法從水解液中除去其中的木素，這些方法包括絮凝、吸附、萃取、酸化等方法。絮凝采用高分子聚合物包括陽離子如聚丙烯酰胺、聚二烯丙基二甲基氯化銨和非離子聚合物如聚氧化乙烯絮凝處理；吸附法采用活性炭、生石灰、沸石和大孔樹脂等。另外，還有采用生物酶處理或生物酶處理結合陽離子絮凝等方法除去水解液中木素的方法。為了達到高的去除率，在實際中一般采用多種方法結合的工藝來除去預水解液中的木素。

目前已有許多技術公開從植物纖維原料水解液除去木素，如，中國專利文獻201610865111.8公開了一種采用果膠酶預處理結合陽離子聚合物絮凝處理來除去水解液中木素的方法。該方法包括以下步驟：(1)向木質纖維水解液中加入果膠酶進行酶處理，果膠酶用量為20－1000g/噸水解液，酶處理溫度20℃－70℃，處理時間1h－48h，pH 3.0－8.0，得酶處理后水解液；(2)酶處理后水解液采用陽離子絮凝劑進行處理，處理后的水解液靜置或離心除去沉淀后得純化后水解液。

中國專利文獻2017111938442公開了一種采用辣根過氧化物酶結合陽離子聚合物絮凝處理除去植物纖維水解液中木素的方法，改方法包括以下步驟：(1)向植物纖維水解液中加入辣根過氧化物酶進行酶處理，辣根過氧化物酶用量為5000-20000U/L水解液，過氧化氫用量為4.0-12g/L水解液，酶處理溫度15℃－45℃，時間4h－12h，pH 3.5－7.0，酶處理后除去沉淀，得酶處理后水解液；(2)向酶處理后水解液加入陽離子絮凝劑聚二烯丙基二甲基氯化銨、聚乙烯亞胺和聚胺中的一種或其中兩種的混合物進行處理，然后靜置或離心除去沉淀得純化后水解液。

中國專利文獻201811148745.7公布了一種生產溶解漿過程中產生的水解液提取木糖和木質素的方法。該方法包括以下步驟：(1)水解液的提取；(2)將水解液用碳酸鈣中和至pH為2.8-3.2，然后加活性炭脫色至透光30％，通過陽-陰離子樹脂交換，將水解液pH調節至4.0-7.0，通過真空蒸發將水解液折光濃縮至16-20，調溫至28-30℃；(3)將步驟(2)的水解液過濾得濾液和濾渣，濾渣于60-65℃下烘干得木質素，濾液用陽-陰離子樹脂脫色得脫色液；(4)脫色經過多效蒸發至折光55-60，后經過單效蒸發至折光為80-84的糖膏；(5)糖膏采用階梯降溫的方式進行結晶；(6)木糖晶體于60-70℃下進一步烘干得到成品干木糖。