[发明专利]一种提高纤维素酶回收率的方法

说明书

本发明公开了一种提高纤维素酶回收率的方法，其主要步骤如下：(1)以碱处理小麦秸秆为底物，纤维素酶负荷25FPU/g纤维素进行酶解。(2)酶解后将酶解液过滤，并用含有表面活性剂的柠檬酸钠缓冲液冲洗滤渣。(3)将得到的滤液浓缩至步骤(1)中酶液体积，等体系进行酶解。(4)计算第二次酶解效率与与第一次酶解效率的比值，即回收率。本方法操作简单，成本低，并且纤维素酶的回收率明显提高。

本发明属于生物燃料领域，涉及一种提高纤维素酶回收率的方法。

背景技术

木质纤维素制备生物乙醇是发展绿色、可持续能源最具潜力的生产路线之一，也是解决资源、环境和能源问题最为行之有效的方法之一。然而，纤维素酶因其活力低、耗量大和成本高的特点，已成为纤维素乙醇商业化进程的主要障碍。目前，通过菌种改造、酶定向进化、改进酶的稳定性和耐受性等手段，纤维素酶活性和产量得以提高，纤维素乙醇生产过程的纤维素酶成本有所降低，但仍然无法满足木质纤维素乙醇生产的经济性要求。因此，为大幅降低纤维素酶成本，纤维素酶高效回收再用工艺的开发强化已成为解决这一问题的重要途径。

纤维素酶回收再用主要包括外切一，一葡聚糖酶、内切一，一葡聚糖酶和纤维二糖酶三类酶的回收。其中，重吸附法回收纤维素酶工艺简单、设备要求低。但是木质纤维素降解过程中，大量的纤维素酶被木质素吸附，重吸附法只能吸附游离的纤维素酶，有大量的纤维素酶浪费。本研究就是为了提高纤维素酶的回收率。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种提高纤维素酶回收率的方法。意在降低木质纤维素酶解中纤维素酶的损耗，提高纤维素酶的利用率。

为实现上述目的，本发明采用了一下技术方案：

一种提高纤维素酶回收率的方法，包括以下步骤：

(1)酶解：底物添加量1-10％，纤维素酶添加量10-50FPU/g纤维素，转速180-220rpm，温度48-52℃，时间24-72h。

(2)酶解液固液分离：将酶解液用水系膜过滤，并用含有表面活性剂的柠檬酸钠缓冲液反复冲洗滤渣。同时，用不含表面活性剂的柠檬酸钠缓冲液冲洗滤渣2-3次。

(3)再次酶解：使用步骤2得到的过滤液用步骤(1)中等量的底物在4-8℃进行吸附2h，过滤，将滤渣加入到与步骤(1)中相同的反应体系中，仅不添加纤维素酶。

(4)分别计算步骤(1)及步骤(3)的酶解效率，以葡聚糖转化率为依据进行计算。回收率计算＝第二次酶解效率/第一次酶解效率。

根据一种提高纤维素酶回收率的方法，步骤(1)底物为木质纤维素，优选为碱处理小麦秸秆，纤维素酶为混合纤维素酶。

根据一种提高纤维素酶回收率的方法，步骤(2)优选的水系膜为0.45μm的水系膜，表面活性剂为PEG6000。柠檬酸钠缓冲液pH为4.8。PEG6000的添加量为0.1％柠檬酸钠缓冲液的重量。

根据一种提高纤维素酶回收率的方法，步骤(3)中前后两次酶解总质量相同。

根据一种提高纤维素酶回收率的方法，步骤(4)优选的酶解条件为转速220rpm，温度50℃，时间48h。

本发明的的积极意义

1.本发明通过使用表面活性剂对木质纤维素酶解残渣的清洗，减少了木质素对纤维素酶的吸附，提高了纤维素酶的回收效率。

2.本发明通过几种表面活性剂测试，发现PEG6000对碱处理小麦秸秆酶解的纤维素酶回收率提高最有效。

具体实施方式

通过具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

本发明关键在于通过含有表面活性剂的柠檬酸钠缓冲液冲洗酶解后的残渣，使木质素吸附的纤维素酶脱落，提高纤维素酶的回收率。