[发明专利]超声波协同改性纤维素酶催化木质纤维素糖化的方法

摘要

本发明公开了一种超声波协同改性纤维素酶催化木质纤维素糖化的方法。属于木质纤维素糖化的技术。该方法主要包括以下步骤：通过粉碎和碱预处理分离原料中的木质素。用活化后的单甲氧基聚乙二醇与纤维素酶在柠檬酸－柠檬酸钠缓冲溶液中反应得到改性纤维素酶，将改性纤维素酶与β－葡萄糖苷酶、淀粉酶和果胶酶混合得到复合酶液。将复合酶按照相应的比例加入预处理后的原料中，配合超声波进行酶催化反应，最后经过滤、减压蒸发，得到浓缩糖液。本发明的优点在于：改性纤维素酶能与其他辅助酶制剂同时加入并达到较高的活性；超声振荡提高酶催化反应的效率，减少反应时间；可以得到木质素产品；最终糖化液浓度较高。

主权项

1、一种超声波协同改性纤维素酶催化纤维素糖化反应的方法，其特征在于包括以下过程：1)、原料的预处理：将玉米秸秆粉碎成20～40目颗粒，取粉碎好的原料，按克/毫升固液比为1∶10～20，用质量浓度3％～10％NaOH于25℃反应3～8小时，抽滤得滤渣和滤液，滤渣水洗至pH值为7～8，备用，用质量浓度98％浓硫酸将滤液调至pH值为3～6，加热到30～80℃，沉淀30～60分钟离心分离得到木质素；2)、纤维素酶改性：配制质量浓度为6％～15％的三聚氯氰苯溶液，重结晶两次，得到纯化的三聚氯氰，按单甲氧基聚乙二醇4000与4A分子筛和无水碳酸钠的质量比为1∶2～6∶4～10将单甲氧基聚乙二醇4000、4A分子筛和无水碳酸钠加入溶剂苯中，常温搅拌30～60分钟后，过滤，去除4A分子筛和碳酸钠得到滤液，然后按照聚甲氧基乙二醇4000与纯化的三聚氯氰的摩尔比为2～2.5∶1将纯化的三聚氯氰加入到滤液中，常温条件下反应20～50小时，溶液再经浓缩，过滤，低温干燥，得到活化的单甲氧基聚乙二醇，将纤维素酶和活化单甲氧基聚乙二醇按照质量比为1∶2～6加入到pH为5.0～7.0柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中，控制温度为0℃～8℃，反应1～5小时，采用截留分子量为5000～10000的超滤膜分离出与单甲氧基聚乙二醇胶连得到的改性纤维素酶，低温冷冻干燥得到改性纤维素酶；3)、酶的活化：按改性纤维素酶与β-葡萄糖苷酶、淀粉酶和果胶酶的质量比为10∶1∶5∶5混合后，于40～60℃水中活化5～15分钟，得到复合酶液；4)、原料纤维素的糖化：向步骤1)得到的滤渣中按颗粒原料与水的质量比1∶8～10加入水，调节温度至50℃，用质量浓度98％浓硫酸pH值为6.5，按玉米秸秆重量的0.5％加入活化后的混合酶液，利用超声振荡促进酶催化水解反应，超声振荡功率为80～800w，振荡频率为20～40kHz，反应时间为3～8小时，抽滤得糖液备用；5)、糖液的浓缩：步骤4)的糖液40℃～70℃，减压蒸发得到质量浓度为25～35％糖液，用于燃料乙醇的发酵工艺。