CN110157755A - 一种强化农林生物质原料浓醪酶解产糖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种强化农林生物质原料浓醪酶解产糖的方法,属于酶工程技术领域。该方法按如下方法进行:(1)通过分批补料的方式将基质浓度提升至20%‑35%;(2)向(1)添加纤维素酶至酶载量为0.1‑3FPU/g;(3)复配表面活性剂辅助酶解过程,在50℃条件下酶解24‑96h后可发酵性糖浓度至150‑230g/L。本发明首次提出在低酶载量、复配表面活性剂条件下实施纤维素酶解,可使发酵性糖产量高,生产过程简单,极大地降低了生产成本,是一种可行的利用农林生物质原料浓醪酶解产糖的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种强化农林生物质原料浓醪酶解产糖的方法,属于酶工程技术领域。
背景技术
随着当今资源能源危机、温室效应和环境污染等问题日益突出,利用丰富的农林纤维素类生物质可再生资源,生物炼制可全方位替代石化生产的生物液体燃料和生物基化学品,是当前世界生物能源产业的主流。但是,由于农林纤维类生物质实现生物能源和生物基产品的生物炼制技术仍旧面临着许多瓶颈问题,其中酶解问题尤为突出,真正的生物质经济时代至今尚未实现。
纤维素分子通过氢键连接在一起形成一定的晶体结构,常温下性质稳定而不发生水解,需要酶解、酸解或热解的方式进行水解,但酸解法存在腐蚀、酸难以回收以及抑制发酵等弊端。热解法需要去除纤维素热解液中抑制微生物生长和发酵的物质,提高了对技术的要求且增加了运行成本。酶法是在较低温下利用高度专一的纤维素酶对纤维素进行水解,通过酶将固体纤维转变为可溶性糖,从环保的角度出发,纤维素酶解作用是木质纤维素被彻底降解而不会对环境造成污染的一条有效途径,并且酶解反应具有糖损耗低、副产物少、条件温和等特点,因此备受关注,是目前采用较多的一种方法。然而高的纤维素转化率要求转高的酶负荷,使得生产过程不够经济。
提高纤维素酶解的方法有:一是对原料预处理,如酸、碱、高温、蒸汽爆破等预处理来降低木质纤维素中半纤维素和木质素对水解的影响,但预处理后的木质纤维素中仍然存在木质素,其对纤维素酶的无效吸附会导致纤维素酶解效率降低;二是选择高活性的纤维素复合酶和水解条件,但成本加大;三是在酶解体系中加入可促进酶解的助剂,如国内外众多研究学者常用的PEG和Tween系列非离子表面活性剂,其能够提高木质纤维素酶解效果,降低木质素对酶的无效吸附但是,目前尚未有研究者将表面活性剂之间的相互作用进行系统研究。本发明首次将表面活性剂复配,从而可以减少酶用量,酶载量仅为0.1-3FP U/g,从而降低了生产成本。通过响应面实验设计优化,对常见的几种添加剂进行最适浓度的选择,确定了复配时的使用比例。这种在不改变反应条件下,建立具有高效和高选择性的绿色化技术和方法是未来纤维素水解研究发展的重要方向。
发明内容
针对目前酶解工艺所存在的纤维素酶解效率低和可发酵糖浓度低的问题,本发明的目的在于提供了一种在低酶载量下复配表面活性剂为酶解助剂来强化农林生物质原料浓醪酶解产糖的方法。
本发明通过以下技术方案实现:
本发明的第一个目的是提供一种复配添加剂,含有茶皂素、曲拉通、Tween80、PEG4000和十二烷基甜菜碱,上述物质的质量比为(10~25):(2~10):(1~10):(10~30):(2~10)。
在本发明的一种实施方式中,茶皂素、曲拉通、Tween80、PEG4000和十二烷基甜菜碱的质量比为:16~17:4~6:58~70:16~17:16~17。
本发明的第二个目的是提供含有所述复配添加剂的组合物。
在本发明的一种实施方式中,所述组合物中还含有木聚糖酶、β-木糖苷酶、溶解性多糖单加氧酶和牛血清蛋白中的至少一种。
在本发明的一种实施方式中,所述组合物中木聚糖酶、β-木糖苷酶、溶解性多糖单加氧酶和牛血清蛋白木聚糖酶的质量比为(0.5~1.5):(0.5~1.5):(0.2~1):(5~15)。
在本发明的一种实施方式中,所述木聚糖酶和β-木糖苷酶均来自蔚蓝生物有限公司。
在本发明的一种实施方式中,所述多糖单加氧酶蛋白按照江南大学硕士学位论文《纤维素酶辅助酶AA9的毕赤酵母外源表达及其初步应用》的方法制备。
本发明的第三个目的是提供所述复配表面活性剂的应用。
在本发明的一种实施方式中,所述应用包括但不限于强化农林生物质原料浓醪酶解产糖。
本发明的第四个目的是提供一种强化农林生物质原料浓醪酶解产糖的方法,具体步骤如下:
(1)甘蔗渣的预处理;
(2)将经过步骤(1)预处理后的基质放于柠檬酸缓冲溶液中;
(3)向(1)添加纤维素酶和含有复配表面活性剂的组合物;在45-55℃条件下酶解24-72h后,获得含还原性糖的酶解液。
在本发明的一种实施方式中,所述基质浓度为5%-35%。
在本发明的一种实施方式中,所述浓醪酶解的基质浓度可达20%-35%。
在本发明的一种实施方式中,所述纤维素酶载量为0.1-3FPU/g。
在本发明的一种实施方式中,所述复配添加剂的添加量按mg/g蔗渣干基计,具体为:Tween80 10~25,PEG4000 2~10,茶皂素1~10,曲拉通100 10~30,十二烷基甜菜碱2~10。
在本发明的一种实施方式中,所述组合物中的酶及辅助蛋白的添加量按mg/g蔗渣干基计,具体为:木聚糖酶0.5~1.5、β-木糖苷酶0.5~1.5、溶解性多糖单加氧酶0.2~1和牛血清蛋白5~15。
在本发明的一种实施方式中,所述复配的表面活性剂中各组分在酶解体系下的浓度具体为(按甘蔗渣干基计):25mg/g Tween80、8.5mg/g PEG4000、8.5mg/g茶皂素、27.7mg/g曲拉通100和8.5mg/g十二烷基甜菜碱。
在本发明的一种实施方式中,所述木聚糖酶、β-木糖苷酶、溶解性多糖单加氧酶和牛血清蛋白在酶解体系下的浓度具体为(按甘蔗渣干基计):木聚糖酶0.8mg/g、β-木糖苷酶1mg/g、多糖单加氧酶0.5mg/g和牛血清蛋白15mg/g。
在本发明的一种实施方式中,所述步骤(1)具体是每100g甘蔗渣按照固液比1:10的比例加入1000g甘油,按0.1%(w/w)加入NaOH,利用机械搅拌于蒸煮温度240℃保温蒸煮10min;结束后,首先将1000g自来水加入三口烧瓶使基质充分解离,利用G1砂芯漏斗过滤预处理后甘蔗渣,接着用2000g自来水洗涤基质2次最后所得滤饼即为后期酶解基质。
本发明还要求保护所述方法在制备含糖的产品中的应用。
有益效果:本发明所提供的强化农林生物质原料浓醪酶解产糖的方法,具有如下的优点及效果:(1)本发明首次提出复配表面活性剂为酶辅助剂,并优化了酶及辅助蛋白的添加比例,获得了数种表面活性剂的最优添加浓度,例如:25mg/g Tween80、8.5mg/gPEG4000、8.5mg/g茶皂素、27.7mg/g曲拉通100和8.5mg/g十二烷基甜菜碱,可显著提高酶解效率。(2)应用本发明的复配组合物进行酶解的体系中,酶载量低,仅为0.1-3FPU/g。(3)酶解24-96h后,可发酵性糖浓度高达150-230g/L,处于国际一流水平。(4)复配表面活性剂、酶及辅助蛋白的成本低廉,生产工艺简单,不会对环境造成污染。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做出进一步说明,但本发明并不限于以下实施例。
可发酵性糖浓度的检测方法:(1)将取出来的酶解样品进行10min金属浴处理,然后离心,将上清液稀释至合适倍数后用HPLC液相检测可发酵性糖(葡萄糖、木糖)产量。
(2)高效液相色谱仪条件:有机酸色谱柱BioRad Aminex HPX-87H;5mM
H2SO4流动相;利用示差检测器在流速0.6mL·min-1、柱温60℃条件下检测样品中的葡萄糖、木糖出峰时间分别约是9.1min、9.8min。
酶解率的测定及计算方法:
(1)检测方法:将取出来的酶解样品进行10min金属浴处理,然后离心,将上清液稀释至合适倍数后用葡萄糖传感仪检测葡萄糖浓度。葡萄糖(g·L-1)=(读数×稀释倍数)/100。
(2)计算方法:纤维素酶解率(%)=葡萄糖×0.9/(纤维素含量)×100。
实施例1
将经过常压甘油有机溶剂(工业甘油购自无锡化工站,纯度≥99.0%)预处理后的基质放于pH4.8柠檬酸缓冲溶液中;
向(1)添加纤维素酶和复配的表面活性剂;在50℃条件下酶解24-72h后,获得含还原性糖的酶解液并进行检测。
上述步骤中,基质浓度为15%-45%,酶载量为0.1-3FPU/g,复配的表面活性剂种类和浓度为:25mg/g Tween80、8.5mg/g PEG4000、8.5mg/g茶皂素、27.7mg/g曲拉通100和8.5mg/g十二烷基甜菜碱。木聚糖酶0.5~1.5mg/g、β-木糖苷酶0.5~1.5mg/g、溶解性多糖单加氧酶0.2~1mg/g和牛血清蛋白5~15mg/g。在此条件下,酶解24-72h后可发酵性糖浓度达到150-230g/L。
实施例2
(1)将经过常压甘油有机溶剂(工业甘油购自无锡化工站,纯度≥99.0%)预处理后的基质放于pH4.8柠檬酸缓冲溶液中;
(2)向(1)添加纤维素酶和复配的表面活性剂;在50℃条件下酶解72h后,获得含还原性糖的酶解液并进行检测。
酶解采用机械搅拌,湿基(含水量50%)酶解的方法。具体步骤如下:初始基质浓度8%,在6h、12h和18h各补料4%,使最终浓度为20%。
上述步骤中,基质浓度为20%,酶载量为2FPU/g,复配的表面活性剂种类和浓度为:25mg/g Tween80、8.5mg/g PEG4000、8.5mg/g茶皂素、27.7mg/g曲拉通100和8.5mg/g十二烷基甜菜碱。酶及辅助蛋白的添加量为:木聚糖酶0.8mg/g、β-木糖苷酶1mg/g、溶解性多糖单加氧酶0.5mg/g和牛血清蛋白15mg/g。在此条件下,酶解72h后可发酵性糖浓度达到150g/L。
实施例3
(1)将经过常压甘油有机溶剂(工业甘油购自无锡化工站,纯度≥99.0%)预处理后的基质放于pH4.8柠檬酸缓冲溶液中;
(2)向(1)添加纤维素酶和复配的表面活性剂;在50℃条件下酶解72h后,获得含还原性糖的酶解液并进行检测。
酶解采用机械搅拌,湿基(含水量50%)酶解的方法。具体步骤如下:初始基质浓为16%,分别于7h、24h和36h补料7%、6%和6%,最终基质浓度为35%。
上述步骤中,基质浓度为35%,酶载量为3FPU/g,复配的表面活性剂种类和浓度为:25mg/g Tween80、8.5mg/g PEG4000、8.5mg/g茶皂素、27.7mg/g曲拉通100和8.5mg/g十二烷基甜菜碱。酶及辅助蛋白的添加量为:木聚糖酶0.8mg/g、β-木糖苷酶1mg/g、溶解性多糖单加氧酶0.5mg/g和牛血清蛋白15mg/g。在此条件下,酶解72h后可发酵性糖浓度达到230g/L。
实施例4
(1)将经过常压甘油有机溶剂(工业甘油购自无锡化工站,纯度≥99.0%)预处理后的基质放于pH4.8柠檬酸缓冲溶液中;
(2)向(1)添加纤维素酶;在50℃,180rpm条件下酶解48h后,获得含还原性糖的酶解液并进行检测。
上述步骤中,基质浓度为5%,酶载量为3FPU/g。在此条件下,酶解48h后葡萄糖浓度达到19g/L,酶解率达到61%。
实施例5
(1)将经过常压甘油有机溶剂(工业甘油购自无锡化工站,纯度≥99.0%)预处理后的基质放于pH4.8柠檬酸缓冲溶液中,使基质浓度为5%;
(2)向(1)添加3FPU/g基质纤维素酶和浓度分别为5、7.5、10、15、20mg/g干基的PEG4000;在50℃,180rpm条件下酶解48h后,获得含还原性糖的酶解液并进行检测。
结果显示,酶解48h后葡萄糖浓度分别为22g/L、22g/L、23g/L、23g/L、24g/L,酶解率分别达71%、73%、77%、77%、79%。
实施例6
(1)将经过常压甘油有机溶剂预处理后的基质放于柠檬酸缓冲溶液中,使基质浓度为5%;
(2)根据前期实验基础,向(1)添加3FPU/g基质纤维素酶和浓度分别为10、20、30、40mg/g干基茶皂素;在50℃,180rpm条件下酶解48h后,获得含还原性糖的酶解液。
结果显示,酶解48h后葡萄糖浓度分别为21g/L、22g/L、23g/L、24g/L,酶解率分别达69%、73%、77%、80%。
实施例7
(1)将经过常压甘油有机溶剂(工业甘油购自无锡化工站,纯度≥99.0%)预处理后的基质放于pH4.8柠檬酸缓冲溶液中,使基质浓度为5%;
(2)向(1)添加3FPU/g基质纤维素酶和浓度分别为20、30、40、50mg/g干基曲拉通100;在50℃,180rpm条件下酶解48h后,获得含还原性糖的酶解液并进行检测。
结果显示,酶解48h后葡萄糖浓度分别为22g/L、23g/L、25g/L、26g/L,酶解率分别达73%、77%、82%、85%。
实施例8
(1)将经过常压甘油有机溶剂(工业甘油购自无锡化工站,纯度≥99.0%)预处理后的基质放于pH4.8柠檬酸缓冲溶液中,使基质浓度为5%;
(2)向(1)添加3FPU/g基质纤维素酶和浓度分别为10、20、40、60、100mg/g的吐温80;在50℃,180rpm条件下酶解48h后,获得含还原性糖的酶解液并进行检测。
结果显示,酶解48h后葡萄糖浓度分别为20g/L、22g/L、26g/L、23g/L、17g/L、16g/L,酶解率分别达71%、73%、84%、77%、58%、57%。
实施例9
(1)将经过常压甘油有机溶剂(工业甘油购自无锡化工站,纯度≥99.0%)预处理后的基质放于pH4.8柠檬酸缓冲溶液中,使基质浓度为10%;
(2)向(1)添加3FPU/g基质纤维素酶和浓度分别为2、5、7、10、15mg/g干基十二烷基甜菜碱;在50℃,180rpm条件下酶解48h后,获得含还原性糖的酶解液并进行检测。
结果显示,酶解48h后葡萄糖浓度分别为40g/L、41、g/L、42g/L、42g/L、43g/L,酶解率分别达65%、67%、69%、69%、70%。
实施例10
(1)将经过常压甘油有机溶剂(工业甘油购自无锡化工站,纯度≥99.0%)预处理后的基质放于pH4.8柠檬酸缓冲溶液中,使基质浓度为5%;
(2)向(1)添加3FPU/g基质纤维素酶和浓度分别为0.4、0.8、1.2、2.1、2.4mg/g的木聚糖酶;在50℃,180rpm条件下酶解48h后,获得含还原性糖的酶解液并进行检测。
结果显示,酶解48h后葡萄糖浓度分别为28g/L、29g/L、29g/L、29g/L、30g/L,酶解率分别达92%、95%、95%、95%、98%。
实施例11
(1)将经过常压甘油有机溶剂预处理后的基质放于柠檬酸缓冲溶液中,使基质浓度为10%;
(2)向(1)添加1.5FPU/g,纤维素酶和复配的表面活性剂;复配表面活性剂的组成为:15mg/g Tween80、5mg/g PEG4000、2mg/g茶皂素、20mg/g曲拉通100和10mg/g十二烷基甜菜碱。在50℃条件下酶解72h后,获得含还原性糖的酶解液,其中的葡萄糖浓度达到31g/L,酶解率达51%。
实施例12
(1)将经过常压甘油有机溶剂预处理后的基质放于柠檬酸缓冲溶液中,使基质浓度为10%;
(2)向(1)添加1.5FPU/g,纤维素酶和复配的表面活性剂;复配表面活性剂的组成为:25mg/g Tween80、8.5mg/g PEG4000、8.5mg/g茶皂素、27.7mg/g曲拉通100和8.5mg/g十二烷基甜菜碱。在50℃条件下酶解72h后,获得含还原性糖的酶解液,其中的葡萄糖浓度达到35g/L,酶解率达57%。
实施例13
(1)将经过常压甘油有机溶剂预处理后的基质放于柠檬酸缓冲溶液中,使基质浓度为10%;
(2)向(1)添加1.0FPU/g,纤维素酶和复配的表面活性剂;复配表面活性剂的组成为:15mg/g Tween80、5mg/g PEG4000、5mg/g茶皂素、20mg/g曲拉通100和12mg/g十二烷基甜菜碱。在50℃条件下酶解72h后,获得含还原性糖的酶解液,其中的葡萄糖浓度达到31g/L,酶解率达51%。
实施例14
(1)将经过常压甘油有机溶剂预处理后的基质放于柠檬酸缓冲溶液中,使基质浓度为10%;
(2)向(1)添加1.5FPU/g,纤维素酶和复配的表面活性剂;复配表面活性剂的组成为:15mg/g Tween80、10mg/g PEG4000、5mg/g茶皂素、20mg/g曲拉通100和5mg/g十二烷基甜菜碱。在50℃条件下酶解72h后,获得含还原性糖的酶解液,其中的葡萄糖浓度达到34g/L,酶解率达56%。
实施例15
(1)将经过常压甘油有机溶剂预处理后的基质放于柠檬酸缓冲溶液中,使基质浓度为10%;
(2)向(1)添加3FPU/g,纤维素酶和复配的表面活性剂;复配表面活性剂的组成为:15mg/g Tween80、5mg/g PEG4000、2mg/g茶皂素、20mg/g曲拉通100和10mg/g十二烷基甜菜碱。并添加木聚糖酶1mg/g、β-木糖苷酶1mg/g、多糖单加氧酶0.7mg/g和牛血清蛋白12mg/g。在50℃条件下酶解72h后,获得含还原性糖的酶解液,其中的葡萄糖浓度达到56g/L,酶解率达92%。
实施例16
(1)将经过常压甘油有机溶剂预处理后的基质放于柠檬酸缓冲溶液中,使基质浓度为10%;
(2)向(1)添加3FPU/g,纤维素酶和复配的表面活性剂;复配表面活性剂的组成为:25mg/g Tween80、8.5mg/g PEG4000、8.5mg/g茶皂素、27.7mg/g曲拉通100和8.5mg/g十二烷基甜菜碱。并添加木聚糖酶1mg/g、β-木糖苷酶1mg/g、多糖单加氧酶0.7mg/g和牛血清蛋白12mg/g。在50℃条件下酶解72h后,获得含还原性糖的酶解液,其中的葡萄糖浓度达到57g/L,酶解率达92%。
实施例17
(1)将经过常压甘油有机溶剂预处理后的基质放于柠檬酸缓冲溶液中,使基质浓度为10%;
(2)向(1)添加3FPU/g,纤维素酶和复配的表面活性剂;复配表面活性剂的组成为:15mg/g Tween80、10mg/g PEG4000、5mg/g茶皂素、20mg/g曲拉通100和5mg/g十二烷基甜菜碱。并添加木聚糖酶1mg/g、β-木糖苷酶1mg/g、多糖单加氧酶0.7mg/g和牛血清蛋白12mg/g。在50℃条件下酶解72h后,获得含还原性糖的酶解液,其中的葡萄糖浓度达到57g/L,酶解率达93%。
实施例18
(1)将经过常压甘油有机溶剂预处理后的基质放于柠檬酸缓冲溶液中,使基质浓度为10%;
(2)向(1)添加3FPU/g,纤维素酶和复配的表面活性剂;复配表面活性剂的组成为:15mg/g Tween80、5mg/g PEG4000、10mg/g茶皂素、20mg/g曲拉通100和10mg/g十二烷基甜菜碱。并添加木聚糖酶0.8mg/g、β-木糖苷酶1mg/g、多糖单加氧酶0.4mg/g和牛血清蛋白12mg/g。在50℃条件下酶解72h后,获得含还原性糖的酶解液,其中的葡萄糖浓度达到56g/L,酶解率达92%。
实施例19
(1)将经过常压甘油有机溶剂预处理后的基质放于柠檬酸缓冲溶液中,使基质浓度为20%;
(2)向(1)添加3FPU/g,纤维素酶和复配的表面活性剂;复配表面活性剂的组成为:25mg/g Tween80、8.5mg/g PEG4000、8.5mg/g茶皂素、27.7mg/g曲拉通100和8.5mg/g十二烷基甜菜碱。并添加木聚糖酶0.8mg/g、β-木糖苷酶1mg/g、多糖单加氧酶0.4mg/g和牛血清蛋白12mg/g。在50℃条件下酶解72h后,获得含还原性糖的酶解液,其中的可发酵性(木糖+葡萄糖)浓度达到181g/L,酶解率达65%。
实施例20
(1)将经过常压甘油有机溶剂预处理后的基质放于柠檬酸缓冲溶液中,初始基质浓为16%,分别于7h、18h和24h补料7%、6%和6%,使基质浓度为35%;
(2)向(1)添加2FPU/g,纤维素酶和复配的表面活性剂;复配表面活性剂的组成为:25mg/g Tween80、8.5mg/g PEG4000、8.5mg/g茶皂素、27.7mg/g曲拉通100和8.5mg/g十二烷基甜菜碱。并添加木聚糖酶0.6mg/g、β-木糖苷酶1mg/g、多糖单加氧酶0.4mg/g和牛血清蛋白12mg/g。在50℃条件下酶解72h后,获得含还原性糖的酶解液,其中的可发酵性糖(葡萄糖+木糖)浓度达到225g/L,酶解率达69%。
对比例1:
具体实施方式同实施例11,区别在于,复配表面活性剂的组成为:25mg/gTween80、8.5mg/g PEG4000、16.82mg/g茶皂素、32.5mg/g曲拉通100和8.5mg/g十二烷基甜菜碱。在50℃条件下酶解72h后,获得含还原性糖的酶解液,其中的葡萄糖浓度达到25g/L,酶解率达41%。
对比例2:
具体实施方式同实施例11,区别在于,复配表面活性剂的组成为:25mg/gTween80、8.5mg/g PEG4000、8.5mg/g茶皂素、32.5mg/g曲拉通100和8.5mg/g十二烷基甜菜碱。在50℃条件下酶解72h后,获得含还原性糖的酶解液,其中的葡萄糖浓度达到21g/L,酶解率达34%。
对比例3:
具体实施方式同实施例11,区别在于,复配表面活性剂的组成为:35mg/gTween80、12mg/g PEG4000、12mg/g茶皂素、45mg/g曲拉通100和12mg/g十二烷基甜菜碱。在50℃条件下酶解72h后,获得含还原性糖的酶解液,其中的葡萄糖浓度达到24g/L,酶解率达39%。
对比例4:
具体实施方式同实施例11,区别在于,复配表面活性剂的组成为:35mg/gTween80、12mg/g PEG4000、5mg/g茶皂素、45mg/g曲拉通100和12mg/g十二烷基甜菜碱。在50℃条件下酶解72h后,获得含还原性糖的酶解液,其中的葡萄糖浓度达到24g/L,酶解率达39%。
对比例5:
具体实施方式同实施例11,区别在于,复配表面活性剂的组成为:35mg/gTween80、5mg/g PEG4000、12mg/g茶皂素、45mg/g曲拉通100和5mg/g十二烷基甜菜碱。在50℃条件下酶解72h后,获得含还原性糖的酶解液,其中的葡萄糖浓度达到22g/L,酶解率达36%。
对比例6:
具体实施方式同实施例11,区别在于,复配表面活性剂的组成为:25mg/gTween80、8.5mg/g PEG4000、8.5mg/g茶皂素、32.5mg/g曲拉通100和8.5mg/g十二烷基甜菜碱。在50℃条件下酶解72h后,获得含还原性糖的酶解液,其中的葡萄糖浓度达到24g/L,酶解率达39%。
对比例7:
具体实施方式同实施例11,区别在于,复配表面活性剂的组成为:48.75mg/gTween80、8.5mg/g PEG4000、8.5mg/g茶皂素、32.5mg/g曲拉通100和8.5mg/g十二烷基甜菜碱。在50℃条件下酶解72h后,获得含还原性糖的酶解液,其中的葡萄糖浓度达到24g/L,酶解率达39%。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上,但其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的精神和范围内,都可做各种的改动与修饰,因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种复配添加剂,其特征在于,含有茶皂素、曲拉通、Tween80、PEG4000和十二烷基甜菜碱,上述物质的质量比为(10~25):(2~10):(1~10):(10~30):(2~10)。
2.含有权利要求1所述复配添加剂的组合物,其特征在于,还含有木聚糖酶、β-木糖苷酶、溶解性多糖单加氧酶和牛血清蛋白中的至少一种。
3.一种强化农林生物质原料浓醪酶解产糖的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)甘蔗渣的预处理;
(2)向步骤(1)处理后的基质中添加权利要求2所述的组合物,利用纤维素酶进行酶解;所述酶解在45-55℃条件下酶解24-72h。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,添加量按mg/g蔗渣干基计,木聚糖酶0.5~1.5、β-木糖苷酶0.5~1.5、多糖单加氧酶0.2~1和牛血清蛋白5~15。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述复配添加剂的添加量按mg/g蔗渣干基计,具体为:Tween80 10~25,PEG4000 2~10,茶皂素1~10,曲拉通100 10~30,十二烷基甜菜碱2~10。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述纤维素酶载量为0.1-3FPU/g。
7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基质浓度为5%-45%。
8.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤(1)具体是:将每100g甘蔗渣按照固液比1:9~12的比例加入甘油,按质量计,加入0.08~0.12%NaOH,在搅拌条件下于蒸煮温度220~260℃保温蒸煮8~15min;结束后,加入1~1.5倍体积的水使基质充分解离,过滤,洗涤基质2~3次后收集渣相物即为酶解所用的基质。
9.权利要求4~8任一所述方法在制备生物基染料、生物基化学品或生物基材料方面的应用。
10.权利要求2所述的组合物在农林纤维质原料酶解产糖方面的应用。
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
CN113881732A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-01-04 | 华南农业大学 | 一种提高纤维素酶解效率的酶解促进剂及其应用 |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104894087A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-09-09 | 江南大学 | 一种高效水解农林生物质原料纤维素酶制剂的复配定制方法 |
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Patent Citations (1)
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CN104894087A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-09-09 | 江南大学 | 一种高效水解农林生物质原料纤维素酶制剂的复配定制方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
JOHN T.REYE等: "Enhancement of cellulase catalysis of wood pulp fiber by cationic polyelectrolytes", 《BIOMASS AND BIOENERGY》 * |
洪嘉鹏 等: "常压甘油有机溶剂预处理甘蔗渣的浓醪酶解", 《食品与发酵工业》 * |
瞿晓苏: "Triton X-100和β-葡萄糖苷酶强化基于嗜热厌氧菌的生物质糖化研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
赵晓琴: "甘蔗渣纤维素乙醇的浓醪糖化发酵工艺建立与强化", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022116978A1 (zh) | 2020-12-04 | 2022-06-09 | 浙江华康药业股份有限公司 | 一种提升生物质高固酶解率的方法 |
CN113914125A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-01-11 | 华南农业大学 | 一种从甘蔗渣分离纤维素并酶解的方法 |
CN113881732A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-01-04 | 华南农业大学 | 一种提高纤维素酶解效率的酶解促进剂及其应用 |
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