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1、10申请公布号CN104073532A43申请公布日20141001CN104073532A21申请号201410252922122申请日20140609C12P19/14200601C12P19/0220060171申请人华南理工大学地址511400广东省广州市南沙区环市大道南路25号华工大广州产研院72发明人武书彬张红丹74专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人何淑珍54发明名称一种由蔗渣原料经预处理制备木糖和葡萄糖的方法57摘要本发明提供一种由蔗渣原料经预处理制备木糖和葡萄糖的方法，所述方法包括如下步骤1将蔗渣原料与水置于密闭反应器中，通入17MPACO2，在14018。
2、0下反应20100MIN，分离，得到预处理液与预处理残渣；2步骤（1）所得的预处理残渣中加入缓冲液和复合纤维素酶，进行酶解，灭活，分离，得到酶解液与酶解残渣；3步骤（1）中所得的预处理液和步骤（2）所得的酶解液，即为富含木糖和葡萄糖产物的溶液。本发明采用环境友好型预处理方法对蔗渣原料进行预处理和酶解糖化，通过对预处理液及酶解液成分分析可知木糖和葡萄糖得率较高，具有良好的应用前景。51INTCL权利要求书1页说明书4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页10申请公布号CN104073532ACN104073532A1/1页21一种由蔗渣原料经预处理制备木糖和葡。
3、萄糖的方法，其特征在于，包括以下步骤1将蔗渣原料与水置于密闭反应器中，通入17MPACO2，在140180下反应20100MIN，分离，得到预处理液与预处理残渣；2步骤（1）所得的预处理残渣中加入缓冲液和复合纤维素酶，进行酶解，灭活，分离，得到酶解液与酶解残渣；3步骤（1）中所得的预处理液和步骤（2）所得的酶解液，即为富含木糖和葡萄糖产物的溶液。2根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述蔗渣原料为从糖厂取得的甘蔗榨糖后所剩余的部分，经风干后搓丝、粉碎得到。3根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述蔗渣原料与水的质量比例为1510。4根据权利要求1所述的方法，其特征在。
4、于，步骤（1）所述分离为真空抽滤或离心。5根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述酶解反应时间为4872小时，温度为4555，转速为100200转/分，缓冲液的PH为4560，复合纤维素酶相对于预处理后残渣绝干质量的用量为1020FPU/克。6根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述缓冲液为乙酸乙酸钠缓冲液。7根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述酶解过程完成后需对其进行515MIN的灭活处理。8根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述分离为真空抽滤或离心。权利要求书CN104073532A1/4页3一种由蔗渣原料经预处理制备木糖和葡萄糖的方法。
5、技术领域0001本发明涉及一种制备木糖和葡萄糖的方法，特别涉及一种由蔗渣原料经预处理制备木糖和葡萄糖的方法。背景技术0002随着能源的短缺和环境等问题的不断突出，生物质作为可以转化为液体燃料的可再生资源，正日益受到重视。在地球上丰富的生物质资源中，以木质纤纤维类生物质制备液体燃料最受人们关注。0003木质纤维类生物质制备液体燃料的方法是把该原料中的半纤维素、纤维素水解成木糖、葡萄糖等单糖，通过水相催化缩合、脱水氢化异构合成液体燃料。由木质纤维类生物质原料制备木糖、葡萄糖等单糖是其制备液体燃料的前提。但由于原料中的纤维素与半纤维素和木素紧密连接在一起，使得其性质稳定，不易被纤维素酶破坏，因此需要。
6、对生物质原料进行预处理。预处理能够部分降解半纤维素和/或木素，打破半纤维素和木素形成的网状结构，使纤维素与半纤维素和木素分离，提高基质的孔隙率，以期提高其酶解可及度，进而提高酶解效率。0004蔗渣作为制糖工业的主要副产品，是一种重要的可再生生物质资源，由于其来源集中、产量大且富含纤维素、半纤维素，可满足高附加值产品的生产，因此蔗渣是由木质纤维类生物质原料制备木糖、葡萄糖的优质原料。目前常用的预处理方法有酸法预处理、碱法预处理、有机溶剂预处理及离子液体预处理等。尽管它们可以有效地抽提部分半纤维素和/或木素，进而提高后续纤维素的酶解反应，但其生产成本高、废水污染环境。找到一种廉价、环境友好型的预处。
7、理方法刻不容缓。发明内容0005本发明提供一种由蔗渣原料经预处理制备木糖和葡萄糖的方法，其可替代酸、碱、有机溶剂和离子液体，提高蔗渣等生物质原料制备木糖和葡萄糖的转化率。0006为实现上述目的，本发明采用的技术方案为00071将蔗渣原料与水置于密闭反应器中，通入17MPACO2，在140180下反应20100MIN，分离，得到预处理液与预处理残渣；00082步骤1所得的预处理残渣中加入缓冲液和复合纤维素酶，进行酶解，灭活，分离，得到酶解液与酶解残渣；00093步骤1中所得的预处理液和步骤2所得的酶解液，即为富含木糖和葡萄糖产物的溶液。0010上述方法中，步骤1中所述蔗渣原料为从糖厂取得的甘蔗榨。
8、糖后所剩余的部分，经风干后搓丝、粉碎得到。0011上述方法中，步骤1中所述蔗渣原料与水的质量比例为1510。0012上述方法中，步骤1所述分离为真空抽滤或离心。说明书CN104073532A2/4页40013上述方法中，步骤2所述酶解反应时间为4872小时，温度为4555，转速为100200转/分，缓冲液的PH为4560，复合纤维素酶相对于预处理后残渣绝干质量的用量为1020FPU/克。0014上述方法中，步骤2所述缓冲液为乙酸乙酸钠缓冲液。0015上述方法中，步骤2所述酶解过程完成后需对其进行515MIN的灭活处理。0016上述方法中，步骤2所述分离为真空抽滤或离心。0017与现有技术相比，。
9、本发明具有的优点和效果如下00181、本发明可替代传统的酸、碱、有机溶剂等预处理方法，预处理残渣进行后续酶解不需要经过水洗，无残留污染物。00192、本发明可在较高固液比条件下进行预处理。00203、本发明可得较高的木糖、葡萄糖和总糖收率。具体实施方式0021下面结合具体实施例对本发明作进一步地具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。0022所用蔗渣原料取自糖厂，经风干、搓丝、粉碎处理后其粒径1毫米，其组分为葡聚糖3722，木聚糖2460，阿拉伯聚糖154，半乳聚糖055，灰分459。0023预处理液中木糖或葡萄糖含量用离子色谱法分析，其木糖或葡。
10、萄糖的计算方法如下002400250026式中Y酶表示单糖得率克/100克原料；C酶表示预处理液中单糖的浓度G/L；V酶表示预处理液的体积L；M酶表示酶解所用预处理残渣的质量G；W表示预处理残渣得率。0027实施例10028称取45克绝干蔗渣原料置于装有热电偶的密闭反应器中，加入300毫升去离子水，开启搅拌，通入CO2气体使其压力达到5MPA，加热使温度快速上升至160并开始计时，待反应时间达到60分钟时，停止加热，并立即用冷凝水使反应降至室温，快速释放出来其中的CO2气体，采用真空抽滤的方法分离预处理液与预处理残渣，用离子色谱分析方法测定预处理液中木糖、葡萄糖含量，其中木糖与葡萄糖含量占预处。
11、理液总糖包括木糖、葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖的9354。0029取4克预处理残渣相当于绝干量并加入60FPU的复合纤维素酶杰能科生物工程有限公司，A30173G190和200ML的PH48的乙酸乙酸钠缓冲溶液。反应过程中控制温度为50，转速为150转/分。酶解进行60小时后取出并进行10MIN灭活处理，采用真空抽滤的方法分离酶解液与酶解残渣，用离子色谱分析方法测定酶解液中木糖、葡萄糖说明书CN104073532A3/4页5含量。0030预处理液和酶解液中木糖和葡萄糖得率见表1。0031实施例20032称取45克绝干蔗渣原料置于装有热电偶的密闭反应器中，加入300毫升去离子水，开启搅拌，通入CO2。
12、气体使其压力达到5MPA，加热使温度快速上升至160并开始计时，待反应时间达到80分钟时，停止加热，并立即用冷凝水使反应降至室温，快速释放出来其中的CO2气体，采用真空抽滤的方法分离预处理液与预处理残渣，用离子色谱分析方法测定预处理液中木糖、葡萄糖含量，其中木糖与葡萄糖含量占预处理液总糖包括木糖、葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖的9446。0033取4克预处理残渣相当于绝干量并加入60FPU的复合纤维素酶杰能科生物工程有限公司，A30173G190和200ML的PH48的乙酸乙酸钠缓冲溶液。反应过程中控制温度为50，转速为150转/分。酶解进行60小时后取出并进行10MIN灭活处理，采用真空抽滤的方法。
13、分离酶解液与酶解残渣，用离子色谱分析方法测定酶解液中木糖、葡萄糖含量。0034预处理液和酶解液中木糖和葡萄糖得率见表1。0035实施例30036称取45克绝干蔗渣原料置于装有热电偶的密闭反应器中，加入300毫升去离子水，开启搅拌，通入CO2气体使其压力达到5MPA，加热使温度快速上升至180并开始计时，待反应时间达到100分钟时，停止加热，并立即用冷凝水使反应降至室温，快速释放出来其中的CO2气体，采用真空抽滤的方法分离预处理液与预处理残渣，用离子色谱分析方法测定预处理液中木糖、葡萄糖含量，其中木糖与葡萄糖含量占预处理液总糖包括木糖、葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖的9425。0037取4克预处理残渣。
14、相当于绝干量并加入60FPU的复合纤维素酶杰能科生物工程有限公司，A30173G190和200ML的PH48的乙酸乙酸钠缓冲溶液。反应过程中控制温度为50，转速为150转/分。酶解进行60小时后取出并进行10MIN灭活处理，采用真空抽滤的方法分离酶解液与酶解残渣，用离子色谱分析方法测定酶解液中木糖、葡萄糖含量。0038预处理液和酶解液中木糖和葡萄糖得率见表1。0039实施例40040称取45克绝干蔗渣原料置于装有热电偶的密闭反应器中，加入300毫升去离子水，开启搅拌，通入CO2气体使其压力达到5MPA，加热使温度快速上升至160并开始计时，待反应时间达到100分钟时，停止加热，并立即用冷凝水使。
15、反应降至室温，快速释放出来其中的CO2气体，采用真空抽滤的方法分离预处理液与预处理残渣，用离子色谱分析方法测定预处理液中木糖、葡萄糖含量，其中木糖与葡萄糖含量占预处理液总糖包括木糖、葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖的9500。0041取4克预处理残渣相当于绝干量并加入60FPU的复合纤维素酶杰能科生物工程有限公司，A30173G190和200ML的PH48的乙酸乙酸钠缓冲溶液。反应过程中控制温度为50，转速为150转/分。酶解进行60小时后取出并进行10MIN灭活处理，采用真空抽滤的方法分离酶解液与酶解残渣，用离子色谱分析方法测定酶解液中木糖、葡萄糖说明书CN104073532A4/4页6含量。004。
16、2预处理液和酶解液中木糖、葡萄糖和总糖得率见表1。0043表100440045对照组为蔗渣原料在160和60MIN下不通入CO2时进行的预处理，酶解条件与上述实施例一致。0046从表1可以看出在预处理条件为160，60MIN时，不通入CO2时总糖木糖和葡萄糖得率为3612克/100克原料；在相同预处理时间和温度下，通入5MPACO2时总糖得率为4729克/100克原料，说明本发明的亚临界CO2预处理方法能大大提高总糖得率。0047本发明的预处理方法在预处理条件为5MPACO2，160，80MIN下，木糖收率预处理段木糖酶解段木糖达到最大，为1879克/100克原料，约占原料中总木糖的6723。。
17、在预处理条件为5MPACO2，180，100MIN下，葡萄糖收率预处理段葡萄糖酶解段葡萄糖达到最大，为3878克/100克原料，约占原料中总葡萄糖的9378。在预处理条件为5MPACO2，160，100MIN，下，总糖收率预处理段总糖酶解段总糖达到最大，为5295克/100克原料，约占原料中总糖的7641。0048本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。说明书CN104073532A。