[发明专利]一种生物联合氨化预处理提高玉米秸秆水解产还原糖的方法

说明书

本发明公开了一种生物联合氨化预处理提高玉米秸秆水解产还原糖的方法。涉及生物质能源技术领域。包括以下步骤：平菇固态发酵；氨化预处理。本发明相比于传统的生物预处理，缩短发酵时间，提高酶解率，减少碳水化合物的损失。采用碳酸铵为氨化剂，区别于氨水，价格更加低廉、毒性和腐蚀性都较低，在储藏运输中无需特殊的设备，更具有安全性。相比于以氢氧化钠为主的碱预处理，条件更加温和，无需洗涤，不会产生大量废水，对设备要求低，对环境更加友好。对纤维素成分损失小，还原糖产量高，不会产生抑制剂，更有利于后续发酵。

技术领域

本发明涉及生物质能源技术领域，更具体的说是涉及一种生物联合氨化预处理提高玉米秸秆水解产还原糖的方法。

背景技术

目前，能源短缺已经成为世界的关键性问题，生物质能源作为一种全球可利用的可再生和可回收能源，是解决能源问题重要的方案之一。木质纤维素生物质由于成本低、来源广、储量大和可再生等优势已成为生物燃料的主要来源。木质纤维素生物质主要是由纤维素、半纤维素和木质素组成，其中纤维素和半纤维素是可发酵糖的潜在来源，木质素在纤维素和半纤维素间相互缠绕，形成一道天然的物理屏障，从而降低纤维素酶对纤维素的可及性。为了实现木质纤维素生物质的高价值利用，有必要采取有效的预处理方法来克服天然生物质的顽固性，增加纤维素对纤维素酶水解的可及性。

通常采用的预处理方法主要包括三类，即化学、物理和生物预处理。生物预处理因其环保和操作简单等特点而备受关注，但仍存在处理技术发酵周期长，碳水化合物损失大，产糖率低等缺点。化学预处理中的碱性预处理存在污染化境、产生抑制剂和易腐蚀设备等不足。

因此，如何提供一种提高玉米秸秆水解产还原糖的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种生物联合氨化预处理提高玉米秸秆水解产还原糖的方法。解决生物预处理耗时长、效率低、化合物损失多，传统处理需要耐腐蚀设备、且产生废水、后处理过程繁琐复杂，污染环境等问题。

氨的毒性和腐蚀性不强，挥发性强，易回收利用，通过改变纤维素的结晶度和形态，可以提高纤维素的酶解率。本发明采用的氨化剂在安全、运输、储存等方面更有优势，玉米秸秆经过平菇固态发酵后，再用少量的碳酸铵处理还原糖产量可得到显著的提高。另外，此发明减少了大量洗涤废水的排放成本，不需大型设备，操作简单，更有利于商业化生产。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种生物联合氨化预处理提高玉米秸秆水解产还原糖的方法，包括以下步骤：

(1)平菇固态发酵：称取一定量的玉米秸秆粉，调节水分含量，灭菌后接入平菇种子液，发酵培养，烘干，得到生物预处理的玉米秸秆粉；

(2)氨化预处理：称取一定量生物预处理的玉米秸秆粉、氨化剂和水搅拌均匀，密闭条件下储存，待氨化结束后，烘干，得氨化预处理后的玉米秸秆粉，加入纤维素酶水解得到还原糖溶液。

进一步的，步骤(1)调节水分含量用去离子水；发酵培养、储存使用设备为恒温培养箱；

步骤(2)密闭条件：置于压紧密闭的容器中。

优选的：步骤(1)玉米秸秆粉的粒径为20～40目；

调节水分含量至80％；

灭菌：采用高压灭菌：压强100kPa，温度121℃，灭菌时间40min；

平菇的菌种：糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)保藏编号CGMCC 5.930；

进一步的，糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)保藏编号CGMCC 5.930购自中国普通微生物菌种保藏管理中心。