[发明专利]具有增强的酶可及性的预处理生物质

说明书

技术领域

本发明的目的是待水解的生物质在产能中的应用。

背景技术

在第二代乙醇法中生物质的使用是已知的。典型的方法将在酶存在下通过至少一次汽爆（蒸汽爆炸，steam explosion）、水解纤维素预处理生物质，然后将得到的产品发酵为乙醇。WO2009/108773公开了一种具有构思（conceptual）方法步骤的可能的预处理设备（equipment setup）。而WO2009/108773提供了一种装置，其没有提供用于进行或处理生物质的操作细节。

过去研究的焦点是开发或选择更好的酶以水解纤维素，以便水解步骤可以更快进行。然而，几乎没有进行以更容易到达（易接近，accessible）酶的方式处理生物质的工作或研究。如已知的，在水解之前越易到达物质，水解反应越快并且酶的用量越少。因此，和之前形式的生物质原料相比，对具有更高的酶可及性（accessibility）的生物质原料的需求是存在的。

发明内容

本说明书中描述了一种生物质组合物，包括固体，液体，一定量的基于液体和固体组合物中的阿拉伯聚糖、木聚糖、阿拉伯糖和木糖的单体、二聚体、低聚物和聚合物的量的C5糖类，一定量的基于包括在组分的液体和固体中的葡聚糖单体、二聚物、低聚物和聚合物的葡聚糖含量的C6糖类，以及糠醛，其中该组合物的进一步特征为具有至少30%的24小时酶可及性。

进一步公开了C5糖类的量与C6糖类的量的比率大于0.50，糠醛的量与C5糖类和C6糖类加在一起的量的比率大于0且小于或等于0.0060。

进一步公开了糠醛的量与C5糖类和C6糖类加在一起的量的比率大于0且小于或等于0.0050，或更优选地，大于0且小于或等于0.0040；或甚至更优选地，大于0且小于或等于0.0030，或最优选地，大于0且小于或等于0.0016。

进一步公开了组合物中固体的量在组合物的按重量计11至99%的范围内；或更优选地，在组合物的按重量计14至99%的范围内；或甚至更优选地，在组合物的按重量计16至99%的范围内，其中最优选的范围是组合物的按重量计19至99%，组合物的按重量计21至99%，组合物的按重量计24至99%，组合物的按重量计26至99%，组合物的按重量计29至99%，组合物的按重量计31至99%，组合物的按重量计36至99%，和组合物的按重量计41至99%。

具体实施方式

植物生物质是发酵法（过程，process）优选的原料。下面提供了用于生产高的酶可及性蒸汽的优选原料。

除淀粉之外，在植物生物质中的三种主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，通常称为通用术语木质纤维素。作为通用术语的含多糖生物质包括淀粉和木质纤维素生物质两者。因此，一些类型的原料可以是植物生物质、含多糖生物质和木质纤维素生物质。

如果生物质是含多糖生物质并且其为木质纤维素生物质，经常预处理用于确保向酶提供更易到达的木质纤维素含量的结构，同时确保有害抑制副产物如乙酸、糠醛和羟甲基糠醛保持相当低的浓度。

根据本发明，含多糖生物质包括任何含聚合糖类的物质，例如，淀粉以及精制淀粉、纤维素和半纤维素形式的聚合糖类。

根据本发明，用于水解和混合的生物质的有关类型可以包括来源于农作物的生物质，如，例如，淀粉，例如含谷物和精制淀粉的淀粉；玉米秸秆、甘蔗渣、麦杆，例如来自水稻、小麦、黑麦、燕麦、大麦、油菜、高粱；软木材，例如樟子松（Pinus sylvestris）、辐射松（Pinus radiate）；硬木材，例如高山柳（Salix spp.）、桉树（Eucalyptus spp.）；块茎，例如甜菜、马铃薯；谷类，例如来自水稻、小麦、黑麦、燕麦、大麦、油菜、高粱和玉米；废纸，来自沼气处理的纤维部分，肥料，来自油棕处理的残余物，具有相似干物质含量的城市固体废弃物等。

木质纤维素生物质原料优选来自通常称作禾本科（grass）的科。专有名称（proper name）是已知为开花植物的百合纲（单子叶）中的禾本科或颖花科。通常将该科的植物称为草，或为了将它们与其他禾草类区分开，称为真正的草。也包括竹。约有600个属，约9,000-10,000以上种类的草（世界草类丘园索引（Kew Index of World Grass Species））。