[发明专利]一种利用咪唑类离子液体协同生物酶制剂降解木质纤维素的方法

说明书

本发明提供了一种离子液体协同生物酶制剂以及以天然木质素为原料，利用离子液体协同生物酶制剂降解纤维素的方法，该方法包括：以天然木质纤维素为原料；以低浓度碱性试剂溶解天然木质纤维素，打散其三种成分之间的化学键及非化学键；利用混合生物酶制剂与离子液体1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐（[BMIM]Cl）降解木质纤维素。其中，协同酶制剂的离子液体的阳离子[BMIM]+中烯丙基的双键使得阳离子的结构更小，[BMIM]+可以深入木素、半纤维素及纤维素分子内部，使得期间非化学键更容易断裂，达到溶解木质纤维素纤维素的目的。

技术领域

本发明涉及一种木质纤维素的降解技术，特别是一种以离子液体协同生物酶制剂及其降解天然木质纤维素中木质素的方法。

背景技术

随着各种环境污染现象的频现，人类对环境问题关注甚深，天然聚合物的可再生和可降解性也延伸出了许多环境污染问题。小麦秸秆是一种天然的木质纤维素，其年产量大相对较大，其处理方式也是一种难题，例如其中利用秸秆还田，因降解速度慢，增加病虫害等特点，秸秆废弃物的处理困难。

木质纤维素通过微生物制剂降解方法，达到一种减量化的目的。生物酶制剂对木质素纤维素的降解效率达到65~70%，能解决半数以上的木质纤维素的降解，采用离子液体液体协同降解木质素，可以提高木质纤维素降解效率，其终产物多糖及单糖类可作为微生物繁殖所需碳源。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种利用离子液体协同生物酶制剂及其高效降解木质纤维素的方法。利用离子液体协同生物酶制剂降解木质纤维素成本低廉，清洁节能，同时，离子液体具有性能可调、溶解性强、热稳定性好、可重复利用、结构设计等特性，是一种与绿色特性相符合的新型的试剂。

一种离子液体协同生物酶制剂，包括：生物混合酶制剂1-3份、离子液体100~200份，体积份。

优选的，所述生物混合酶制剂为，锰过氧化物酶6~8份、木素过氧化物酶8~12份、漆酶6~9份、木聚糖酶10~14份，葡聚糖酶12~14份，甘露聚糖酶10~14份，其中，均为质量份。

优选的，所述离子液体为咪唑类氯盐，优选的，咪唑类氯盐选自1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[BMIM]Cl）。咪唑类氯盐对木质纤维素的三维结构具有增强效果的特性，利用离子液体来降解木质纤维素是目前该领域极具研究前途的热点问题。协同酶制剂的离子液体的阳离子[BMIM]+中烯丙基的双键使得阳离子的结构更小，[BMIM]+可以深入木素、半纤维素及纤维素分子内部，使得期间非化学键更容易断裂，达到溶解木质纤维素纤维素的目的。

本发明还提供所述离子液体协同生物酶制剂的制备方法，生物混合酶制剂1-3体积份、离子液体100~200体积份，混合均匀。

本发明还提供所述离子液体协同生物酶制剂的用途，用于降解木质纤维素。

一种利用离子液体协同生物酶制剂高效降解木质纤维素的方法，包括以下步骤：

（1）秸秆预处理：将秸秆洗净烘干，粉碎过筛，得到秸秆粉；将秸秆粉至于蒸煮锅中，加入低浓度碱液进行碱化处理，反应后降至室温，得到秸秆浆液；

（2）降解木质纤维素：将秸秆浆液与离子液体协同生物酶制剂按照100~200：100-205体积比配比，得混合液A。将混合液A置于蒸煮锅中，加入蒸馏水，混合液与蒸馏水按照（1~2：20~30；v：v）配比； 在蒸煮锅降解，降解后得混合液体B。

以低浓度碱性试剂溶解天然木质纤维素，打散其三种成分之间的化学键及非化学键；利用混合生物酶制剂与离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[BMIM]Cl）降解木质纤维素。