[发明专利]一种利用亚氯酸钠预处理提高荻酶解糖化效率的方法

说明书

本发明涉及生物质的预处理技术领域，具体涉及一种利用亚氯酸钠预处理提高荻酶解糖化效率的方法。首先将粉碎后的荻与亚氯酸钠溶液混合，置于反应瓶后密封，加热反应后冷却；然后对步骤一冷却后的反应液进行固液分离，滤渣用水洗至中性用于酶水解。该方法以荻为原料，通过亚氯酸钠溶液预处理，得到预处理后的原料，然后对预处理后的原料进行酶水解糖化。反应条件温和，反应后通过简单水洗直接进行酶水解，木质素的去除率高。

技术领域

本发明涉及生物质的预处理技术领域，具体涉及一种利用亚氯酸钠预处理提高荻酶解糖化效率的方法。

背景技术

随着全球经济的快速发展，能源的消耗量大幅度增加，且化石能源储存量有限，不可再生。能源危机日益加剧，寻找新的可代替能源已成为必然趋势。全球每年产生的生物质的5％所含的能量就相当于人类对石油和天然气的需求量，因此发展生物质能成为了当代科学研究领域中重要前沿性课题。

荻是多年生高大草本生物质原料，其生长量超过大部分木本植物，具有可再生能源植物的一切优良特性，如：繁殖能力强，单位时间单位面积生物质产量高，抗旱性能好，耐盐碱，对土壤要求不高，分布广，纤维素含量较其它植物高，具有很大应用潜力。荻和其它木质纤维原料一样，主要是由纤维素、半纤维素和木质素三大素组成，其中纤维素和半纤维素可以通过酶水解生成单糖，然后进一步转化成生物燃料或高附加值的化学品。木质素不能被水解，且在纤维素周围形成保护层而限制纤维素水解，再加上纤维素本身的结晶结构，使得天然的木质纤维素类原料直接进行酶水解时效率非常低(10％～20％)。

预处理能改变天然纤维的结构，降低纤维素的结晶度，破坏或脱去半纤维素和木质素，增加其多孔性，即增加酶与纤维素的接触面积，从而促进酶水解。

目前荻的预处理方法主要有蒸汽爆破预处理，稀酸预处理，碱法预处理等。天津科技大学学报，2016，31，45-50中报道蒸汽爆破预处理可以显著提高荻的纤维素酶水解效率，未处理荻原料的酶水解效率仅为14.4％，经蒸汽爆破预处理后，荻物料的纤维素酶水解效率最高可达到88.9％，但是此方法需要在高温高压环境下进行，能耗较高，对设备要求也高，不利于大批量生产。内蒙古农业大学，2011，廖沃日汗硕士论文中利用1.5％的硫酸预处理荻后，13％左右的纤维素和80％以上半纤维素溶解在预处理液中，主要以葡萄糖和木糖的形式存在，需要中和以后被发酵利用，中和形成的盐大多对乙醇或丁醇发酵过程有抑制作用，且操作复杂。华中农业大学，2011，徐宁硕士学位论文中，利用氢氧化钠预处理荻原料，经研究发现随着氢氧化钠浓度的提高，上清液中五碳糖大幅度增加，六碳糖的增加幅度较小，酶解液中的五碳糖在氢氧化钠浓度为1.0％时达到最大，但是此方法同硫酸预处理类似，上清液中的糖回收利用复杂。

综上所述，寻求一种反应条件温和，提高荻原料利用率和酶解糖化效率的预处理方法十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种反应条件温和，利用亚氯酸钠预处理提高荻酶解糖化效率的方法，该方法以荻为原料，通过亚氯酸钠溶液预处理，得到预处理后的原料，然后对预处理后的原料进行酶水解糖化。

本发明的技术解决方案是提供一种利用亚氯酸钠预处理提高荻酶解糖化效率的方法，包括以下步骤：

步骤一：将粉碎后的荻与亚氯酸钠溶液混合，置于反应瓶后密封，加热反应后冷却；

步骤二：对步骤一冷却后的反应液进行固液分离，滤渣用水洗至中性用于酶水解。

优选地，步骤一中亚氯酸钠溶液的质量分数为2～6％。

优选地，荻与亚氯酸钠溶液的料液比为1:6～1:10。

优选地，水浴加热温度为80℃，水浴反应时间为0.5～24h。

优选地，步骤一中的原料荻粉碎至60目。

优选地，利用水浴进行加热。