[发明专利]一种强化木质纤维素酶解糖化的处理方法

说明书

本发明涉及一种强化木质纤维素酶解糖化的处理方法，先将油茶饼粕和木质纤维素原料分别过筛后干燥；将干燥的油茶饼粕和木质纤维素原料按质量比为1：(10～20)混合，得到混合物A，将混合物A与去离子水混合得到反应液，反应液进行超声处理，超声处理结束后冷却至室温并分离出上清液和固体残渣；将上清液除去水分，剩余物质与干燥后的固体残渣混合，得到混合物B；向混合物B中加入柠檬酸‑柠檬酸钠缓冲液，混合均匀后加入纤维素酶，在30～40℃进行酶解反应25～48h，完成强化木质纤维素酶解糖化的处理。本发明应用超声波联合油茶饼粕对木质纤维素进行预处理促进其酶解糖化，强化纤维素酶的活性、节省了酶载量，提高酶解效率。

【技术领域】

本发明属于木质纤维素酶解领域，涉及一种强化木质纤维素酶解糖化的处理方法。

【背景技术】

随着能源危机、环境污染等问题的日益严峻，世界各国纷纷采取各种有效措施鼓励生物质能源的开发。木质纤维素是一类重要的可再生资源，通过有效的预处理、微生物发酵、酶解糖化等过程可转化为能源及化学品。但是木质纤维素结构复杂，纤维素、半纤维素、木质素彼此关联、相互交织，产生的空间位阻令水解酶很难直接作用于底物，若不经过相应的预处理技术破坏这种致密的结构，酶解效率及糖得率都不甚理想。为此世界各国学者开展了大量研究致力于解决上述问题。例如应用不同类型表面活性剂(包括阴离子、阳离子、非离子与生物)联合离子液体强化稻草秸秆纤维材料的转化率，研究发现，与未处理稻秆相比，纤维材料的转化率提高了55.38％，见不同种类表面活性剂联合离子液体预处理稻秆的物化特性研究，张耿崚等，环境科学学报，2016，26，9；应用碱性亚硫酸盐法与低压蒸汽爆破相结合对慈竹原料进行预处理，正交试验确定反应温度140℃、亚硫酸盐用量40％、氢氧化钠用量15％，预处理时间72h，还原糖得率得到了显著提高，见碱性亚硫酸盐耦合低压蒸汽预处理慈竹及其纤维素酶解转化，秦书百川等，北京林业大学学报，2016，38，7；另外，在微波场下经离子液体预处理，发现在300W、90℃，纤维素的转化率达最大，见纤维素在微波场下经离子液体预处理酶解糖化，刘振等，微波学报，2011，27，3。综上所述，这些预处理方法均在一定程度上改变木质纤维素的结构，强化了木质纤维素的酶解效率，但是这些工艺或是极复杂、或预处理时间较长、或加入的化学药剂过多、致使成本过高，均不甚理想。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种强化木质纤维素酶解糖化的处理方法，应用超声波联合油茶饼粕对木质纤维素进行预处理促进其酶解糖化。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

包括以下步骤：

1)将油茶饼粕和木质纤维素原料分别过筛后干燥；

2)将干燥的油茶饼粕和木质纤维素原料按质量比为1：(10～20)混合，得到混合物A，将该混合物A与去离子水混合得到反应液，反应液进行超声处理，超声处理结束后冷却至室温并分离出上清液和固体残渣；将上清液除去水分，剩余物质与干燥后的固体残渣混合，得到混合物B；

3)向混合物B中加入柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液，混合均匀后加入纤维素酶，其中，纤维素酶的添加量为5～30FPU/g混合物B；在30～40℃进行酶解反应25～48h，完成强化木质纤维素酶解糖化的处理。

进一步地，步骤1)中木质纤维素原料采用杂交杨木屑。

进一步地，步骤1)中油茶饼粕和木质纤维素原料粉碎后均是过40～80目筛。

进一步地，步骤1)中过筛后的油茶饼粕在40～70℃干燥；过筛后的木质纤维素原料在60℃干燥。

进一步地，步骤2)中混合物A与去离子水按照1：(2～5)的比例混合。

进一步地，步骤2)中的反应液在108W和20.024kHz的超声波作用下处理10～50min。