通过选择性解聚作用从植物生物质产生化学构建块的制作方法

文档序号:570243阅读:916来源:国知局

专利名称::通过选择性解聚作用从植物生物质产生化学构建块的制作方法通过选择性解聚作用从植物生物质产生化学构建块
背景技术
:由于石化石油化工资源的全球限制,从可再生资源产生生物源(biobased)化学构建块(ChemicalBuildingBlocks)近年来吸引了日益增加的关注。用于产生此类生物源化学制品的优选原料来源于可再生植物生物质(Kamm等人,2006)。目前生物源产品的制造方法主要利用来自食物和饲料市场例如油、糖和淀粉的底物。大部分第一代原料是明确确定的化学组合物并具有低结构复杂性。此外,可以以相对高的纯度(只具有少量的伴随污染物)获得此类底物。虽然它们的用途在技术上和经济上都很吸引人,但它们的持续大规模供给并不可靠,因为第一代原料在生物源化学工艺方法中的使用与它们在食品工业中空前增加的全球需求发生激烈的竟争。上述第一代原料的可替代的底物来源于低成本的森林副产品和构成植物材料的不用作食物来源的农业废物。这些指定的第二代原料的实例是来自农业活动的残留植物材料例如玉米秸杆和小麦秆以及各种木材相关废料。该木质纤维素生物质(LignocellulosicBiomass)(LCB)与第一代生物原料的区别在于其复杂的化学和结构组成。LCB的主要成分是高度聚合的材料例如纤维素(大约35-50%w/w)、半纤维素(大约20-35%w/w)和木质素(大约10-25%w/w)。蛋白质、脂质和其他化合物在大多数LCB原材料中构成极小的部分(Saha,2005),但可以以更大的量存在于特殊农业废物例如来自油料生产的残渣中。因为LCB由多种化学上不同的成分组成,因而其下游加工在技术方面是很困难的,这反过来限制了目前基于LCB的生物工艺的经济可行性。技术问题为了通过经济上可行的基于LCB原料的生物工艺生产有价值的化学物质和构建块,重要的是(i)回收和精炼其不同化学成分的大部分和(ii)以足够的纯度生产它们。与不同的和高度聚合的组成LCB的实体相比,其有利的加工产物是低分子量的。原则上,可从LCB的所有成分产生经济上吸引人的产品从纤维素产生的葡萄糖是用于产生高价值化学中间产物例如山梨醇的通用起始材料。源于LCB的半纤维素级分的戊糖例如木糖和阿拉伯糖是高价值低营养且非产热型甜味剂例如木糖醇和阿拉伯糖醇的起始材料。可水解来自LCB的蛋白以产生对映体纯(enantiopure)L-氨基酸。木质素可用作酚类化合物的来源,从而替代由石油化学工艺产生的芳族物质。对于第二代原料的应用,目前的技术限制主要与它们复杂的化学组成相关。使用LCB的大多数现有方法集中在底物的纤维素部分。当使用其他成分时,通常通过非选择性的处理步骤例如在单个处理步骤中使用硫酸水解所有半纤维素的预处理来水解它们。此类非选择性加工步骤的产物通常具有较低的商业价值并且在一些情况下具有负商业价值。用于生物乙醇的发酵生产的近来实施的logen工艺在200-250°C下使用稀释的酸蒸气预处理来调动LCB的半纤维素级分,该级分包含不同的己糖和戊糖的混合物。在分开的酶步骤中,将不溶的纤维素级分水解成己糖(葡萄糖)。在半纤维素和纤维素级分液化后,将不溶的木质素固体与渣(marsh)物理分离,然后燃烧,从而产生用于剩余LCB级分的下游处理的能量。将合并的纤维素和半纤维素级分在单个步骤中发酵以产生生物乙醇。然后通过蒸馏从发酵液中回收所得的乙醇。因为大部分商购可得的用于发酵方法的有机体(即面包酵母(baker'syeast)、酉良酒酵母(^acc力aro历/cescereWs/ae))不負巨利用戊糖,所以LCB的这些成分,当以纯的形式存时虽然具有重要的商业价值,但在该方法中仍然与剩余的废渣一起被抛弃(Lawford和Rousseau,2003)。最近,一直尝试使LCB的戊糖级分可用于发酵转变成生物乙醇。在该经修正的方法设计中,在预处理步骤后,将被液化的半纤维素级分与LCB的剩余成分分离。当如之前所述处理所有剩余的LCB级分时,特别地在分开的发酵步骤中使用具有利用戊糖的能力的经基因工程改造的微生物(即经基因工程改造的运动发酵单胞菌U/迈o历o/7a;/z7o62'/2'50(Lawford和Rousseau,2003;Lynd等人,2005)来有效地将液化的和条件化的半纤维素转变成生物乙醇。随后将所得的发酵渣添加入常规工艺物料流以回收生物乙醇。虽然来自复杂戊糖混合物的生物乙醇产品似乎是有商业价值的,但己糖、戊糖和木质素至高价值产品和化学构建块的选择性加工是利用LCB成分的吸引人的可替代的途径。所有目前使用的预处理方法的一个固有问题是组成LCB成分的不同化学构建块的同时和非选择性水解和释放(Saha,2005)。目前,商业上使用的和经济上可行的预处理方法使用剧烈的化学或物理处理,其可包括在提高的温度下进行的酸或碱处理的组合(Ramos等人,2005)。所得的LCB水解产物包含多种通过LCB构建块的化学修饰衍生的不希望的副产品。此类污染物的存在通常阻碍产物的下游酶促催化过程或全细胞发酵(Saha,2005),从而严重地降低了通过此类方法从LCB产生的产物流的商业价值。因此,本发明背后的技术问题是提供用于从可再生植物生物质产生化学构建块的方法。特别地,技术问题是提供用于从LCB产生有价值的化学构建块的方法,该方法避免了现有技术的不利方面和缺点。发明概述根据第一方面,本发明提供了用于未处理的聚合物原料的酶处理的处理方法,其包括步骤(a)用酶系统处理未处理的聚合物原料以从未处理的聚合物原料释放确定的单体构建块或寡聚构建块和(b)将步骤a)中产生的确定的单体构建块或寡聚构建块与未处理的聚合物原料的残余物分离。根据优选方面,在溶剂(液体介质)中进行步骤a)和b)。优选,在其中(未处理的)聚合物原料不溶于其中,即在其中其不以溶解的形式存在的溶剂存在的情况下,处理(未处理的)聚合物原料。因此,(未处理的)聚合物原料优选是不溶的未处理的聚合物原料。溶剂优选是水性溶剂。更优选,酶步骤a)可从未处理的聚合物原料释放可溶的单体构建块或寡聚构建块,所述构建块在溶剂中是可溶的,从而可溶解于其中。根据更优选方面,步骤a)中产生的可溶的(溶解的)确定的单体构建块或寡聚构建块与不溶的(不溶解的)未处理或已处理的聚合物原料的残余物的分离(步骤b)可通过固体-液体分离来获得。可使用用于固体-液体分离的任何常规方法,包括过滤或离心法。根据另一个优选方面,本发明包括由步骤a)和步骤b)或一系列顺序处理步骤组成的单一整合处理,其中重复步骤a)和步骤b)至少一次。在各处理步骤中,通过连续加入特定的酶系统,然后将可溶的单体产物或寡聚产物与聚合物原料的不溶的残余物分离来从不溶未处理或已处理的聚合物原料产生可溶的单体产物或寡聚产物。可使用用于固体-液体分离的任何常规方法,包括过滤或离心法。根据优选方面,在每一个处理步骤a)中从未处理或已处理的聚合物原料释放的确定的单体构建块或寡聚构建块是一种选自下面表l的左栏的特定"产物"。换句话说,通过使用具有相同产物的酶系统或酶系统的组合,在每一个处理步骤a)中从未处理或已处理的聚合物原料只释放一种特定的单体或聚合物构建块。表l中列出酶的此类组合的实例。根据本发明的一个优选方面,已令人惊讶地发现,(充足)量的木质素的存在在本发明的方法是有益的。因此,从酶促处理步骤获得的产物流的选择性和因而纯度可因木质素在聚合物原料中的存在而意外地增加。观察到的酶促选择性的改变可归因于在木质素存在的情况下改变的表面性质,然而,本发明不限定于该假设的理论机制。因此,根据优选实施方案,未处理的聚合物原料包含至少1重量%木质素,优选至少3重量%木质素,更优选至少5重量%木质素。如果未处理的聚合物原料包含至少10重量%木质素,优选至少20重量%木质素,则获得特别有利的结果。原料中存在的木质素的量可通过本领域技术人员已知的方法来测定。根据一个实施方案,可根据A.Sluiter等人,"DeterminationofStructuralCarbohydratesandUgnininBiomass",UP,TechnicalReport匿L/TP-510-42618,January2008中指出的方法计算木质素含量。根据另一个实施方案,可根据Hsu等人,JournalofAnimalScience,1987.65:pp.244-255foraciddetergentlignin(ADL)中指出的方法计算木质素含量。与上述令人惊讶的发现相符,根据本发明的另外优选方面,在本发明的方法中不进行木质素降解酶处理步骤。同样,进一步优选地在步骤(a)和(b)或它们的重复过程中不减小计算为聚合物原料的总组成的重量%的聚合物原料中木质素的含量。可按如上所概述的,测定木质素含量。根据本发明的特别有利的方面,本发明的处理方法在步骤a)之前包括至少一个用于将可溶性成分与未处理或已处理的(不溶的)聚合物原料分离(除去)的处理步骤("预处理步骤")。因此,该步骤在未处理或已处理的聚合物原料的酶促处理之前进行。已发现,通过此类用于从未处理或已处理的聚合物原料除去可溶性成分的预处理步骤,可令人惊讶地增加后续的酶促处理步骤的效率。下面进一步论述此类预处理步骤的优选条件。根据优选实施方案,在预处理步骤中使用与用于下列酶促处理步骤a)的相同或相似的溶剂(液体介质)。优选在与下列酶促处理步骤a)相同的温度下和更优选在更高的温度下进行用于除去可溶性物质的各个预处理步骤以增加提取效率。更优选地,在与下列酶促处理步骤相比更高的温度和压力(高压锅原理)但在缩短的处理时间下进行使用预处理步骤的可溶性提取。再次地,未处理或已处理的聚合物原料优选不溶于所使用的溶剂,而待除去的成分溶于其中。优选通过常规固体-液体分离法将可溶性成分与不溶的未处理或已处理的聚合物原料分离。根据本发明的另一个实施方案,可在至少两个预处理步骤的多步骤循环(stepwisecycle)中重复在步骤a)之前用于从(未处理或已处理的)聚合物原料除去可溶性成分的各个处理步骤。在优选实施方案中,利用不同的溶剂组成、温度和时间分布进行所述循环以增加可溶性提取的效率。预处理步骤可包含本文中定义的一个或多个物理-化学预处理步骤和/或一个或多个清洗步骤。在本发明中,根据一个优选方面已发现,鉴于通过使用选择性催化处理步骤从复杂的天然底物例如LCB产生化学纯的较高附加值的基础化学物质和化学构建块方面,在使用酶系统进行确定的处理后经释放的(可溶性)单体构建块或寡聚构建块从(不溶的)未处理或已处理的聚合物原料的分离提供了显著的有利方面。此类选择性催化方法步骤从复杂的聚合物原料释放确定的化学单体成分或寡聚成分,通过处理步骤产生的产物中的其他污染物的量较低。在LCB的水解中提供这样的特异性和选择性的优选技术方案是选择性酶促步骤的使用。基础化学物质可用作常规石油化学加工中的起始材料以及新型化学和生物化学合成途径中的起始材料的替代物,从而具有极高的商业价值。下面更详细地描述另外的优选方面和实施方案。定义术语"未处理的聚合物原料"是指以不同质量比混合的通常来源于植物材料的不同的不溶的聚合物底物例如碳水化合物、聚脂类、多肽、多核苷酸和聚类苯丙烷(phenylpropanoid)的复杂混合物。除了这些不溶的聚合物底物外,未处理的聚合物原料通常还包含可溶性单体成分或寡聚成分。未处理的聚合物原料包括但不限于来自森林、农业和食品加工业的废物以及市政废物。当主要聚合物是纤维素和木质素时,此类未处理的聚合物原料称为"未处理的木质纤维素原料"或"木质纤维素生物质"或"LCB"。来自农业活动的未处理的木质纤维原料包括但不限于小麦秤、玉米秸杆、瘤胃畜粪肥(rumenanimalmanure)、甘蔗渣(sugarcanebargass)、甜菜浆和草本材料如柳枝稷、SericeaLespedezaSerala和高丹草(Sorghumsudangrass)。森林来源的废物包括但不限于木材树皮、木屑和废木料。来源于食品工业的木质纤维原料包括但不限于果浆、龙舌兰属植物(agave)的完整残余物、咖啡残渣和榨油工厂废料例如菜子饼和工厂废水。来源于纸浆与造纸工业的未处理的原料包括但不限于造纸废渣(papersludge)和造纸工厂废水。来源于市政废物的未处理的原料包括但不限于废纸、蔬菜残渣和水果残渣。本文中使用的术语"已处理的聚合物原料"表示在至少一个酶促处理步骤(步骤a)后未处理的聚合物原料(的残余物)。术语"清洗步骤"将表示为了从不溶的聚合物原料提取可溶性成分而使用至少一种溶剂进行的未处理或已处理的聚合物原料的任何预处理步骤,其不修饰或改变聚合物原料本身的结构。术语"物理化学处理步骤"是指为了从不溶的聚合物原料提取可包括修饰或改变聚合物原^本身的结^。、''术语"聚合物底物"是指由以线性或部分分支的分子结构共价连接在一起的特定的单体成分或有限种类的确定的单体成分组成的物质。未处理的木质纤维原料的不溶的级分包含显著量的此类聚合物底物例如纤维素、木聚糖、甘露聚糖和半乳糖体。此外,还包含聚合物底物例如木质素、阿拉伯木聚糖、葡糖醛酸木聚糖(glucoronoxylan)、葡甘露聚糖和木葡聚糖。术语"酶系统"是指能够将多聚或寡聚底物催化转化成更小的寡聚或单体成分(构建块)的蛋白性质的实体。除了使用单种酶从聚合物底物产生单体产物或寡聚产物外,术语酶系统还包括包含多种酶的混合物,所述酶通过协同或平行作用从聚合物原料产生确定的单体产物或寡聚产物。因此,术语"酶系统"和"酶混合物"在本文中可互换使用并且这两者可分别包括一种或多种酶或酶活性。术语"单体构建块或寡聚构建块"是指通过使用酶系统从未处理的聚合物原料释放的单体产物或寡聚产物。"寡聚的"应当包括具有两个或更多个单体单元的化合物。术语酶的"酶促活性"是指酶在适当的条件下的催化活性,在所述条件下,酶用作将特定聚合物底物或人工底物转变成特定寡聚产物或单体产物的蛋白质催化剂。术语"污染性酶促活性"描述了所使用的酶系统的酶促活性,其导致除所期望的寡聚产物或单体产物之外的寡聚产物或单体产物,所述所期望的产物是根据酶系统所期望的(主要的或第一)酶促活性产生的。术语"人工底物"是指在将人工底物与酶系统接触后,在人工底物的物理化学性质上产生可测量的变化的通常低分子量的物质,所述变化与选择的酶系统的活性相关。所述物理化学性质和在将它们与酶人员来说是已知的,其包括但不限于可用分光光度计测量的吸收或荧光发射性质的变化、通过液相或气相色谱仪测定的色谱迁移度的变化以及通过质镨分析测定的分子量的变化。用于酶、酶系统以及可测量的反应产物的适当的人工底物列于下面的表2中。术语"释放,,是指通过物理、化学或催化方法例如水解、氧化或还原解聚作用进行的不溶的聚合物底物至可溶性单体产物或寡聚产物的转化。发明详述^迷本发明根据第一方面包括用于从未处理的聚合物原料产生基础化学物质或化学构建块的单一的整合处理过程或一系列顺序处理步骤。在各处理步骤中,通过将未处理或已处理的聚合物原料与特定的酶系统接触,从不溶的未处理或已处理的聚合物原料产生可溶性单体产物或寡聚产物,所述酶系统优选基本不含产生除了期望的反应产物(单体或聚合构建块)外的物质的酶促活性,然后将可溶的单体构建块或寡聚构建块与不溶的未处理或已处理的聚合物原料分离。根据优选实施方案,所述方法包括在单一整合处理之前或与其结合时或在前述段落中定义的一系列顺序(酶促)处理步骤的一个或多个步骤之前和当与其结合时,将可溶性成分与(不溶的)聚合物原料例如LCB分离。根据本发明的另一个优选实施方案,在酶促处理步骤之前的可溶成分与(不溶的)未处理的聚合物原料的初次分离包括至少一个物理化学预处理步骤,然后进行固体-液体分离。所述物理化学处理步骤可包括但不限于将未处理的聚合物原料与溶剂在升温和/或加压下一起温育和/或将未处理的聚合物原料与化学物质接触。此类化学物质包括但不限于所述稀或浓的酸或碱。优选,在l-13的pH,更优选2-5或8-11的pH下进行所述物理化学预处理。根据进一步优选的实施方案,将物理化学预处理与一个或多个清洗步骤结合,优选,目的为进一步减少未处理的聚合物原料中的可溶性成分。根据优选的实施方案,本文中定义的预处理步骤在范围为20至210°C,优选在50-175。C的温度下进行。各个单独的预处理步骤的压力范围可在1至300巴的范围内,优选在1至100巴的范围内。预处理步骤的优选持续时间取决于未处理或已处理的聚合物原料的組成并且可在数秒至1周的范围内。最优选,各个单独预处理步骤的处理时间可以不超过1小时。酶促处理步骤之前的所述清洗步骤包括使用至少一种溶剂,优选至少一种水性溶剂进行的至少一个清洗步骤。最优选但非限定性地是水或含水緩冲液。优选地,在进行清洗步骤之后接着进行固体-液体分离。根据一个实施方案,清洗步骤在酶或催化剂不存在的情况下进行。在本发明的优选实施方案中,用于各个预处理步骤特别是清洗步骤的液体介质包含不同浓度的无机盐和/或其他化学成分,其可影响介质的离子强度、pH和/或疏水性以增加优选在各酶促处理步骤之前和之后可溶材料的可提取性。优选地,用于单个预处理步骤的液体介质的特征为pH1-13。优选,用于单个预处理步骤的液体介质包含无机酸、碱和盐例如氯化氢、硫酸、铵、氯化钠、氢氧化钠、疏酸铵、磷酸钠、醋酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钠、硫酸钠和/或有机緩冲剂成分例如甘氨酸、甘油和/或用于疏水改性的Triton-X100。优选,用于单个预处理步骤的液体介质的离子强度在相当于0.l-10M的硫酸钠(离子强度1~1.7-170)的范围内。在另一个优选实施方案中,液体介质不含不与水混溶的任何有机溶剂和/或化合物。在本发明的另一个优选实施方案中,各个清洗步骤使用不同时间、温度和压力分布,用不同的溶剂组成对未处理或已处理的聚合物原料重复施用,以使特定的可溶成分的提取最大化。在本发明的优选实施方案中,设计至少一个在未处理的聚合物原料的酶促处理之前的物理化学预处理步骤用于(主要)从未处理的聚合物原料除去木质素、树脂和/或蛋白质成分。优选,使用具有大于l的离子强度U)的液体介质,而在另一个优选实施方案中,所有随后的预处理步骤,特别是清洗步骤都使用具有比起始物理化学预处理步骤中更低的离子强度的液体介质进行。用于分离可溶和不溶成分的方法对于本领域内技术人员来说是已知的,其包括处理步骤例如沉淀、倾析、过滤、微滤、超滤、离心、挥发性产物的蒸发,和使用有机或无机溶剂进行的提取。根据优选实施方案,预处理步骤包括使用水性溶剂、有机溶剂或这些溶剂的任何组合或混合物,优选使用乙醇或甘油进行的处理。根据本发明的优选实施方案,酶促处理在水性介质中进行,从未处理或已处理的聚合物原料释放的确定的单体构建块或寡聚构建块在水性介质中是可溶的,根据上面步骤b)的分离通过在水性介质中可溶性构建块与不溶的未处理或已处理的聚合物原料的固体-液体的分离来进行。构成聚合物原料的主要成分的聚合物底物、它们的单体或寡聚降解产物(构建块)以及用于从包含在未处理或已处理的聚合物原料中的各聚合物底物产生基本上纯的产物的酶系统的相关实例列于下面的表l中。在本发明的处理步骤中,聚合物底物的化学构建块如半纤维素、纤维素、木质素、葡聚糖、蛋白质和脂质通过将聚合物原料与特定的酶系统接触来释放。各个原料成分生成基本上纯的可溶产物的酶促分解基于底物特异性酶制剂的应用,所述酶制剂,根据优选实施方案,在各个处理步骤中基本上不含释放除了期望的产物外的其他成分的活性。求^埋^果合參^并的逸^#确定本领域技术人员来说是已知的方法来确定。例如,木质纤维素材料的组成可使用热分解、气相色谱和质谱法的组合来确定。描述用于确定LCB成分的可能的分析方法的方法库列于h加〃www1.eere.enerqv.gov/biomass/analvticalprocedures.html#samples。根据一个实施方案,包括几个物理和酶促反应步骤的标准方法可用于基于获得的反应产物对聚合物原料的组成进行经验性地定量化。关于常用的原料,列举最常用的原料种类的质量比的数据库可见于http:〃www1.eere.energv.qov/biomass/feedstockdatabases.html。在分析原料成分的举例说明中,首先必须在可进行进一步分析之前将未处理的聚合物原料部分水解。在原料水解之前,应当将未处理的原料样品(lg)置于坩埚中并且在50X:下进行干燥直至获得恒重。将干重记录至小数点后3位,从而获得样品的烘干重(ODW)。关于水解方法,将lg磨细的原料(2pm)置于压力管(pressuretube)中,加入3ml72%v/v硫酸。将压力管置于30。C的水浴中并且温育1小时。使用搅拌棒,必须在不将样品移出水浴的情况下,每隔5至10分钟搅拌一次样品。搅拌对于确保酸在颗粒上的均匀分布是必需的。通过使用滴定管添加84ml重蒸(d.d.)水将酸稀释至4%,样品通过试管的数次翻转以消除相分离进行混合。为了测定原料中不溶于酸的木质素级分,将经高压灭菌的水解溶液通过之前称重的滤埚进行真空过滤。将滤液收集在吸滤瓶中,然后将50ml的等份转移入样品储存瓶。该样品将用于随后测定木质素和碳水化合物含量的步骤中。可溶于酸的木质素的测定必须在6小时的水解之内进行。为了测定不溶于酸的木质素,添加重蒸水以定量地将所有剩余的不溶物从压力管转移入滤埚。不溶的物质必须用最小量50ml重蒸水冲洗,然后必须将坩埚和不溶于酸的残渣在105'C下干燥4小时或直至获得恒重。在温育后,从烘箱中取出样品,然后在干燥器中冷却。在将坩埚和残渣于575。C下的烘炉中放置24小时之前,必须记录坩埚和干燥残渣的重量"w2",直至最接近O.1mg。从炉中小心取出坩埚并且将其直接转移入干燥器,冷却至与坩埚的初始冷却时间相等的特定时间段。称取坩埚和灰分的重量(重量"w3"),然后将其重置于炉内直至获得恒重。就剩余的灰分("w3")修正的重量"w2"等于未处理的原料中包含的不溶于酸的木质素的重量。与获得不溶于酸的木质素的量所需的复杂测量相比,可溶于酸的木质素的量可容易地通过分光光度计测量来测定。首先在选择的分光光度计上用4%v/v硫酸水溶液进行背景测量。使用初始水解液,测量320nm处和通常在198nm左右的滤液水解产物的最大吸光率处的吸光率。必要时必须稀释样品以产生范围为0.7-1.0A单位的吸光率。按照下列算式,使用保留至小数点后3位的样品的吸光率来计算存在于样品中的可溶于酸的木质素(ASL)的量%ASL=(UVabs*体积滤液*稀释因子)/(e*ODW样品)*100ODW=未处理的原料样品的烘干重UVabs=样品在320nm的平均UV-可见吸光率体积滤液-水解滤液的体积E=在样品的最大吸光率下的生物质水解液的消光系数(大量未处理的聚合物原料的消光系数的数值可见于http:〃www1.eere.energy.gov/biomass/analyticalprocedures.html#samples)。通过使用基于HPLC的方法,样品水解液还可用于测定原料的半纤维素级分中包含的结构性碳水化合物。该测定首先需要针对各D-纤维二糖、葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖的校准混合物。制备的各糖标准品的浓度应当在0.1至4mg/ml范围内。对于各組校准用标准,应当制备落在校准曲线的验证范围的中间段(即2.5mg/ml)的独立的校准确认标准(CVS)。应当在各校准设定之后和在整个分析顺序,包括样品组中,每隔一定的时间通过HPLC分析CVS。CVS用于验证各次测定的校准曲线的质量和稳定性。将在初始步骤中样品水解后获得的20ml水解液转移入50ml锥形瓶。加入碳酸钙,将样品中和至pH5-6,在溶液沉降后,倾析出上清液。在沉降后,溶液将具有大致中性的pH。糖校准用标准CVS和样品即可用于使用配备有适当的保护柱的ShodexsugarSP0810(Phenomenex)或AminexHPX-87P(BioRad)柱进行的HPLC分析。取决于浓度和检测器的检测限,样品注射体积应当在10和50in1之间。以0.6ml/分钟的流速和80。C的柱温用重蒸水洗脱样品。样品洗脱可使用折光率检测法最好地监控。在分析之前应当对色谱图进行积分,以及应当参照各糖成分的适当的标准曲线来测定每种糖的含量。凝《鍵在本文描述的实施方案中,定制施用的酶混合物的特异性以获得来源于不同聚合物底物种类的纯单体产物流(确定的单体或聚合构建块)。在本发明的优选实施方案中,施用于具体的未处理或已处理的聚合物原料的酶系统可包含不超过50%的其他酶促活性,所述其他酶促活性可从指定的聚合物原料产生除优选产物以外的产物。在本发明更优选的实施方案中,施用于未处理或已处理的聚合物原料的酶系统混合物可包含不超过(或少于)20%,优选不超过(或少于)10%,更优选不超过(或少于)5%,更优选不超过(或少于)2%,最优选不超过(或少于)1%的其他酶促活性,所述其他酶促活性可从指定的聚合物原料产生除了优选产物外的产物。其他酶促活性的百分比可使用用于测定各种酶活性的标准方法常规测定。因此,存在于酶系统中的导致从未处理或已处理的聚合物原料释放期望的确定的单体或聚合构建块的"主要"酶活性应当达到至少50%,优选至少80%,更优选至少90%,更优选至少95%,更优选至少98%,更优选至少99%,基于存在于酶系统中的所有酶活性计。酶活性可根据本领域技术人员已知的和本文中描述的标准方法进行测定。根据一个优选实施方案,上述百分比可通过根据上述步骤a)用酶系统处理未处理的聚合物原料,并分析在根据步骤b)从不溶的未处理的聚合物原料固体-液体分离后释放的可溶的单体构建块或寡聚构建块,来简单地测定。因此,如果释放的单体构建块或寡聚构建块包含超过50mol-。/。的特定的期望的构建块(基于总固体含量)时,存在于酶系统中的其他酶活性被认为低于50%。类似地,如果释放的单体构建块或寡聚构建块包含超过80、90、95、98或99mol-%的特定的所期望的构建块时,存在于酶系统中的其他酶活性被认为分别低于20、10、5、2或lmo1-%。相应地,存在于酶系统中并且导致从未处理的聚合物原料释放期望的确定的单体构建块或寡聚构建块的"主要"酶活性在该情况下被认为达到至少50%,优选至少80%,更优选至少90%,更优选至少95%,更优选至少98%,更优选至少99%,基于存在于酶系统中的所有酶活性计。根据进一步的实施方案,在酶活性的百分比的上述测定中,用"重量%"替代"mol-%"。根据一个实施方案,酶活性可通过测量经选择的如以上定义的聚合物底物的转化率来测定。在可替代的实施方案中,存在于酶系统中的酶活性可通过使用人工底物来测定。取决于使用的检测方法的方便性和可靠性,可测量底物本身的转化或者可替代地测量由于酶促催化反应而引起的特定产物的形成。在特殊情况下,酶本身(例如,氧化还原酶)的催化中间体可通过分光光度计测量来检测。经配制的酶混合物的酶促活性试验对于本领域技术人员来说是已知的。用于特定性酶活性的适当试验库列于http:〃www.sigmaaldrich.com/AreaofInterest/Biochemicals/EnzvmeExplorer/KevResources/AssavLibrary/AssaysbyEnzvmeName.html。用于测定特定酶种类的酶活性的特定试验的实例列于下面。在具体情况下,可在0.5ml的含有10mMCaCh、4mM对-硝基苯基-p-D-纤维二糖糖苷和200m1稀释的酶溶液的50mMMES(pH6)反应緩冲液中测量内切-和外切-纤维素活性(exo-celluloseactivity)。然后应当将反应在50X:下温育30分钟。加入甘氨酸緩沖液(100mM,pH4)来终止反应。然后可以通过用分光光度计在430nm处测量所释放的对-硝基苯基的量来测定酶促活性。使用硝基酚的微摩尔数与吸光率相关的标准图将对硝基苯酚的吸光率值转变成硝基酚的微摩尔数。一个单位的纤维素酶活性是在测定的条件下每分钟释放1jamol的对-硝基苯酚所需的酶的量(Wood,T.M.和Bhat,K.,1988)。在另一个具体情况下,可在lml含有4-100ijM的4-硝基苯基-ot-L-呋喃阿拉伯糖苷(pNP-Araf)和稀释的酶溶液(4nM-8jiM)的50mM磷酸钠(pH7)中测定阿拉伯呋喃糖苷酶活性。可在37匸下温育反应,在400nm处测量所释放的4-硝基苯酚的量。可使用4-硝基苯酚在400nm处的消光系数10500M、dT1计算酶活性(Taylor等人,2006)。在另一个具体情况下,可使用邻-硝基酚取代的-P-D-木吡喃糖苷(ONP-P-D-木吡喃糖苷)作为底物来测定木糖苷酶活性(Chen等人,1986)。在100mM柠檬酸盐緩沖液(pH5)中制备底物原液(10mM)。在重蒸水中制备待测的稀释的酶溶液。包含等摩尔量的底物和酶溶液的反应于25匸和pH9.8下在200mM硼酸盐緩冲剂中进行。为了测定酶活性,通过分光光度计在410nm的波长处测量记录邻-硝基酚的释放。酶的以单位/mg表示的酶活性与邻-硝基酚的释放量成比例并且可如对于纤维素酶的活性所描述的那样进行计算。在另一个具体的情况下,使用愈创木酚氧化测定法测定漆酶活性。在50mM柠檬酸盐緩冲液(pH4.3,40°C)中新鲜配制lOraM愈创木酚的原液。反应在使用10Ml稀释的酶原液(1-3nM)和不同量的底物(5-20jnl)在2ml50mM柠檬酸盐緩冲液中进行。然后通过分光光度计在465nm处测量愈创木酚的氧化速度。可使用愈创木酚氧化产物的消光系数5200NTcm—'测定愈创木酚氧化速度(Smirnov等人2001)。在另一个具体的情况下,可通过向含有0.5MM/mlMnP和5-200pMMn'+的反应混合物中加入100pMH202来在5OmM酒石酸盐緩冲液(pH3,25°C)中测量锰过氧化物酶(MnP)活性。通过分度光度计在238nm处测量以监测Mn3+的形成(KmaiUsuji等人,2005)。为了确定用于产生期望的产物的特定酶系统(如表l中所列的)是否包含来自从相同或不同聚合物底物产生不同的不希望的产物的任何其他酶系统(如表l中所列的)的不希望的活性,人们可通过使用上述任何方法,如上所述,使用特定的聚合物底物或人工底物测试该活性。例如,如果怀疑表l中所列的包含纤维素酶的特定酶系统包含不希望的木糖苷酶活性(如表l中所列的),则可首先使用人工纤维素底物测定在加入确定量的酶系统后在单位时间内释放的葡萄糖的量来测试主要的纤维素酶活性。一旦测定了制剂的纤维素酶活性后,就可通过将酶系统与人工木聚糖底物接触,随即测量在单位时间内由确定量的酶释放的木糖的量来就木糖苷酶活性检测相同的酶制剂。通过测量使用确定的酶量,利用纤维素酶和木糖苷酶底物,在确定的时期内的相对转化率,可计算对于各底物种类的特异活性。用于测定表l中所列的任何酶促活性的底物列于表2中。在可替代的实施方案中,测定酶系统是否包含任何独立的污染性酶活性的方法是通过方法例如电泳或色镨分离所述制剂的成分。可使用特定的方法例如比色染色法(colorimetricstaining)或通过吸光"测个成分。蛋白质成分的相对百分比分布可使用定量方法例如光密度测定法或本领域技术人员已知的任何其他等效方法,结合适当的数学计算来测定。乂##的确定在从未处理或已处理的聚合物原料释放确定的单体产物或寡聚产物(构建块)所需的系列酶促处理步骤之前,优选通过一个或多个预处理步骤分离未处理的聚合物原料的可溶成分。在本发明的优选实施方案中,在酶促处理之前分离未处理或已处理的聚合物原料的可溶成分的预处理步骤是至少一个物理化学预处理步骤和一个或多个清洗步骤的组合。根据本发明的另一个优选实施方案,在酶促处理之前从未处理或已处理的聚合物原料分离可溶性成分的清洗步骤优选使用亲水溶剂,优选水性溶剂例如水来进行。如上面所提及的,已发现清洗步骤和物理化学预处理步骤提高后续酶促处理步骤的效率。根据进一步优选的实施方案,只在未处理的聚合物原料的第一酶促处理步骤(步骤a)之前使用物理化学预处理步骤。可在未处理的聚合物原料的第一酶促处理步骤(步骤a)之前将此类物理化学预处理步骤与至少一种清洗步骤结合。更优选,已处理的聚合物原料的预处理步骤只包含至少一个清洗步骤但无进一步的物理化学预处理步膿用于聚合物原料的物理化学预处理步骤可包括但不限于热水提取、低温蒸汽爆破法、酸蒸汽爆破法、氨蒸汽爆破法和超声处理。它们可用于物理改性未处理的聚合物底物以增加植物纤维的表面可及度并且减少纤维素级分的结晶度(Puls等人,1985;Ramos等人,2005;Kinley等人,2005)。优选,上面提及的预处理步骤以使底物更易于进行后续的酶促步骤的方式改变未处理的聚合物底物结构的物理性质,但释放有限量的或不释放其化学构建块。此外,在将未处理的聚合物原料与酶系统接触之前,它们可用于进一步除去未处理的聚合物性物质污染。当顺序使用两个或更多个处理步骤时,这些处理步骤的顺序和从而添加表1中所述的酶混合物的顺序取决于所使用的未处理的聚合物原料的特定组成。以使酶催化剂的剂量和成本以及导致期望的产物释放的原料接触时间最少的方式选择处理步骤和酶系统的顺序。此外,经选择的顺序步骤应当使从聚合物底物释放的单体或寡聚反应产物的纯度以及收益率最优化。因而处理步骤的顺序是原料和产物依赖性的。根据本发明的一个优选实施方案,用于第一酶促步骤a)的酶或酶系统选自根据表l的释放葡萄糖的酶或酶系统,确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是葡萄糖,用于第二酶促步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放木糖的酶或酶系统,并且各确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是木糖。根据本发明的另一个优选实施方案,用于第一酶促步骤a)的酶或酶系统选自根据表l的释放木糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是木糖,用于第二酶促步骤a)的酶或酶系统选自根据表l的释放葡萄糖的酶或酶系统,并且各确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是葡萄糖。根据一个优选实施方案,将特定原料分解成其单元成分所必需的酶处理的特定顺序可凭经验来确定,即使原料组成是未知的。因此,可能在分开的处理步骤中用多种酶的混合物将未处理的聚合物原料降解成表1中所列的不同产物。对于每一个处理步骤,所得的产物流的纯度和组成通过使用本领域技术人员已知的分析方法来测量,所述分析方法包括但不限于之前描述的用于分析原料组成和用于测定酶促活性的光傳和色谞法。使用这些测量的结果,则可能选择产生最纯的产物流的动力学上有利的酶混合物作为第一原料处理步骤。在重复清洗由该特定酶处理引起的不溶的残余物后,再用另外的多种酶的混合物(除了选择用于初次处理的酶混合物以外)处理残余物。对于所有此类酶处理,通过之前描述的方法来测定所得的产物组成。选择导致最纯的产物流的酶混合物作为特定原料的第二处理步骤。再一次充分清洗来源于第二处理的剩余的不溶的材料,然后再次用上述所有剩下的酶系统进行试验。分析性地测定和选择由表1中的每一个剩余的酶混合物产生的最纯的产物流的该方法优选重复进行,直至原料被完全分解或至在重复的酶处理后剩余的不溶的原料残渣不能为操作者提供较大的经济增益(与进一步处理的选择的成本相比较)后为止。根据本发明的一个优选方面,选择这样的酶系统进行根据步骤a)的第一酶促处理步骤,所述酶系统在用酶系统处理未处理的聚合物原料和将确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块与未处理的聚合物原料的残余物(已处理的聚合物原料)分离后产生最高纯度的确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块。根据本发明的进一步的优选方面,选择用于根据步骤a)的第二酶促处理步骤的第二酶系统是这样的酶系统,该酶系统在用该酶系统处理已处理的聚合物原料(作为残余物从之前的酶促处理步骤获得的)并且将确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块与未处理的聚合物原料分离后产生最高纯度的确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块。根据本发明的还进一步的优选方面,以不断减小在用相应的酶系统处理已处理的聚合物原料(从之前的酶处理步骤获得的),然后从已处理的聚合物原料分离确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块后获得的确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块的纯度的顺序进行任何后续的酶处理步骤。在另一个选择中,在酶促处理选择的顺序选择之前,原料的组成通过前述分析方法来确定。因此,根据本发明的优选实施方案,通过首先分析未处理的聚合物原料来确定待使用的酶系统和它们的使用顺序。本发明的一个这样的优选实施方案涉及方法,特别是确定待使用的酶系统和它们的使用顺序的方法,其中,优选在将可溶性组分与上述未处理的聚合物底物分离之后,将不溶的未处理的聚合物原料(a)首先在分开的酶促处理中用多种酶系统(混合物)例如表1中所列的每一个(优选选自从聚合物原料释放可溶的单体糖构建块或寡聚糖构建块的酶系统)进行处理;(b)对于每一个酶促处理,优选在将(可溶性)确定的单体构建块或寡聚构建块与(不溶的)未处理的聚合物原料进行固体-液体分离后,对从未处理的聚合物原料释放的确定的单体构建块或寡聚构建块进行确定的单体构建块或寡聚构建块的纯度分析;(c)选择产生最高纯度的酶系统进行根据权利要求1的步骤a)的第一酶促处理步骤;(d)任选地,对未处理或已处理的聚合物原料的残余物重复进行步骤a)至c)的顺序以确定用于后续的酶促处理步骤的酶系统。在可替代的实施方案中,在将可溶性成分与上述未处理或已处理的聚合物原料分离后,将表l中所列的选择性酶混合物用于耙向为原料组成提供最大质量比的原料成分。在酶促处理后,必须如之前对于选实施方案,期望的纯度是使超过总固体含量的75重量%,优选超过90重量%,更优选超过95重量%,更优选超过99重量%(优选,可溶性级分)由确定的单体构建块或寡聚构建块组成的纯度。如果最大质量的原料成分的酶促分解导致纯产物流(如上定义的),则该处理可用作原料处理的第一步骤。清洗所得的不溶的渣和随后颗粒与上清液的固体-液体分离以备用于下一处理步骤。用特定的酶系统,例如表l中所列的酶系统处理来源于初次原料处理的剩余的不溶的物质,所述酶系统靶向构成原料组成的次级的大质量比的原料成分。再一次,所得的产物流必须通过所述分析方法分析以在经选择的酶促处理可被确认为用于原料处理的第二处理选择之前确定产物的纯度。然后如之前所述清洗和处理第二酶促处理所得的不溶的残渣。通过用表l中所列的特定酶系统(所述酶系统总是耙向构成由之前的酶促处理循环产生的剩余的不溶的原料残渣中的最大质量比的成分的聚合物底物)进行反复的处理,可顺序地将原料分解成其单元成分。本发明的进一步的优选方面涉及方法,特别是确定待使用的酶系统和它们的使用顺序的方法,其中,优选在如上所述将可溶性成分与未处理的聚合物原料分离后,将不溶的未处理的聚合物原料(a)首先在分开的酶促处理中用多种酶系统(混合物)例如表l中所列的每一个(优选选自从聚合物原料释放可溶的单体糖构建块或寡聚糖构建块的酶系统的)进行处理以确定在未处理的聚合物原料中提供最大质量比的单体构建块或寡聚构建块;(b)优选在与未处理的聚合物原料分离后,对在未处理的聚合物原料中提供最大质量比的确定的单体构建块或寡聚构建块进行纯度分析;(c)如果所测定的纯度是使超过总固体含量的75重量%,优选超过90重量%,更优选超过95重量%,更优选超过99重量%由确定的单体构建块或寡聚构建块组成的纯度,则选择各酶系统来进行根据权利要求1的步骤a)的第一酶促处理步骤;(d)如果根据步骤b)确定的纯度低于根据步骤c)所需的纯度,则相应地,优选在与(不溶的)未处理的聚合物原料固体-液体分离后,对在未处理的聚合物原料中提供次级的大质量比的单体构建块或寡聚构建块进行纯度分析,直至纯度满足根据步骤c)的要求,并且选择各酶系统进行根据权利要求1的步骤a)的第一酶促处理步骤;(e)任选地,对未处理或已处理的聚合物原料的残余物重复进行步骤a)至d)的顺序以确定用于后续酶促处理步骤的酶系统。本发明的进一步的优选的方面涉及方法,特别是确定待使用的酶系统和它们的使用顺序的方法,其中对未处理的聚合物原料a)首先在分开的酶促处理中用多种酶系统(混合物)例如表1中所列的每一个(优选选自从聚合物原料释放可溶的单体糖构建块或寡聚糖构建块的酶系统的)进行处理以确定导致未处理的聚合物原料中包含的单体构建块或寡聚构建块的最高产量的酶促处理;(b)选择产生具有超过总固体的75重量%,更优选超过90重量%,更优选超过95重量%,更优选超过99重量%(优选在与不溶的未处理或已处理的聚合物原料分离后)的纯度的确定的单体产物或寡聚产物的这些酶促处理;(c)在剩下的酶促处理当中,确定具有最高的单体产物或寡聚产物的产量的处理;(d)任选地对未处理或已处理的聚合物原料的残余物重复进行步骤a)至c)的顺序,以确定用于后续的酶促处理步骤的酶系统。根据本发明的另外的优选方面,以与可根据上述确定待使用的酶系统的方法获得的顺序一致的顺序使用用于酶促处理步骤的酶系统。根据本发明的另一个优选方面,关于已在上面论述了其应用的有利顺序的确定的酶系统包括或由从(未处理的)聚合物原料释放可溶的单体糖构建块或寡聚糖构建块的酶组成。根据本发明的进一步优选的实施方案,各酶和酶系统是具有涉及寡聚糖或多糖的降解的(主)活性和/或从未处理或已处理的聚合物原料释放可溶的单体糖构建块或寡聚糖构建块的酶和酶系统。根据一个实施方案,为了确定在酶温育后,在确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块与(剩余的不溶的)未处理或已处理的聚合物原料分离后,在具体的酶处理中获得的确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块(产物)的产量或纯度,以10.OOOg离心水解悬浮液(具有酶和聚合物原料)15分钟。如下文中的实施例中所述处理上清液(其包含确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块),并且将其经历HPAE-PAD分析(Dionex,Ca.,USA,6)以确定其糖和糖醛酸组成。如上所提及的,根据本发明的优选方面,使用的酶系统应当含有很低的或基本上不含有其他或污染性酶活性,所述其他或污染性酶活性从未处理或已处理的聚合物原料释放除期望的单体构建块或寡聚构建块外的单体构建块或寡聚构建块。因此,根据优选实施方案,用于具体酶促处理步骤的酶系统包含不超过50%,优选不超过20%,更优选不超过10%,更优选不超过5%,更优选不超过2%,更优选不超过1%的污染性(其他)酶促活性,所述酶促活性未曾用于之前的使用不同酶系统的酶促步骤中或可引起未曾在之前的酶促处理步骤中释放的其他确定的单体构建块或寡聚构建块的释放,或根据一个进一步的实施方案,只可引起从起初基本上不存在于聚合物原料中的聚合物底物中释放产物。可如上所示计算其他或污染性酶活性在酶系统中的百分比。"基本上不存在",根据优选实施方案,是指少于总聚合物原料的20重量%,优选少于10重量%,优选少于5重量%,优选少于2重量%,优选少于1重量%。然而,根据本发明的有利的和优选实施方案,用于具体酶促处理步骤的酶系统包含一种或多种这样的酶促活性作为污染性酶促活性,所述这样的酶促活性已用于之前的使用不同酶系统的酶促处理步骤,或者,根据进一步的实施方案,只可引起从起初基本上不存在于未处理或已处理的聚合物原料中的聚合物底物的其他单体构建块或寡聚构建块的释放。换句话说,已发现,当特定的单体构建块或寡聚构建块之前已在之前的酶促处理步骤中从未处理或已处理的聚合物原料释放(或从一开始就不存在于未处理的聚合物原料)时,用于后续步骤的酶系统不必基本上不含在之前的任何酶促处理步骤中用作主活性的相应的酶活性。该实施方案的一个有利方面是不太纯、从而成本不太高的酶系统可用于第二和后续的酶促处理步骤。在这样的处理的特定情况下,在于之前的处理步骤中酶促处理纤维素,随后除去产物葡萄糖后,在一个处理步骤中进行木聚糖至木糖的酶促转化。因此,表1中指定用于将木聚糖处理为木糖的酶混合物还可包含任何污染性酶促活性,该酶促活性对于纤维素的处理是特异性的。此外,根据本发明的进一步的优选实施方案,用于具体的未处理或已处理的聚合物原料的成分的处理的酶系统可包含污染性(其他)酶活性,如果它们作用于由之前的酶促反应产生的特定反应中间体以及如果最终的终产物相同的话。换句话说,本发明的进一步的优选实施方案涉及其中用于具体酶促处理步骤的酶系统具有主酶促活性(如上所述的)并且包含至少一种额外的酶促活性的方法,所述额外的酶促活性导致从未处理或已处理的聚合物原料,特别是从存在于未处理或已处理的聚合物原料中的不同聚合物底物产生与酶系统的主酶促活性产生的相同的确定的单体构建块或寡聚构建块。在特定的情况下,未处理的聚合物底物包含纤维素和淀粉(直链淀粉),并且各处理步骤中的目的产物是葡萄糖。此时,可允许表1中指定的用于纤维素的转化(纤维素活性)的酶混合物被伴有表l中指定的用于淀粉的转化(淀粉酶活性)的副活性污染。因此,除了淀粉酶活性外,酶系统不得包含高于某一比例的其他酶活性。此处,用于不同酶促反应的离析物可以不同但在各情况下产物都是葡萄糖。根据一个优选实施方案,原料是富含纤维素-木聚糖的原料,用于第一酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表l的释放葡萄糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是葡萄糖,以及用于第二酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放木糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是木糖。在该实施方案中,更优选,用于第一步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉U./2/^r)或来自里氏木霉(7:re"e/')的(3-葡糖苷酶;来自里氏木霉的纤维二糖水解酶I-II;来自里氏木霉的0-l-4-D-葡聚糖内切酶,并且用于第二步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉或里氏木霉或热纤梭菌(C.Mei7ffoceH咖)的木聚糖内切酶;来自黑曲霉或里氏木霉的木糖苷酶。根据另一个优选实施方案,原料是富含纤维素-木聚糖的原料,用于第一酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表l的释放木糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是木糖,以及用于第二酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表l的释放葡萄糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是葡萄糖。在该实施方案中,更优选,用于第一步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉或来自里氏木霉或热纤梭菌的木聚糖内切酶;来自黑曲霉或里氏木霉的木糖苷酶;以及用于第二步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉或里氏木霉的P-葡糖苷酶;来自里氏木霉的纤维二糖水解酶I-II;来自里氏木霉的p-l-4-D-葡聚糖内切酶I-V。根据另一个优选实施方案,原料是富含阿拉伯聚糖-果胶的原料,用于第一酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放阿拉伯糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是阿拉伯糖,以及用于第二酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放糖醛酸的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是糖醛酸。在该实施方案中,更优选,用于第一步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉的阿拉伯糖内切酶;来自黑曲霉的阿拉伯岩藻糖苷酶(arabinofucosidase),以及用于笫二步骤a)的酶或酶系统选自来自针尾曲霉(丄acw/ea^i)、黑曲霉或日本纤维弧菌(C.力/70i2/ci/sJ的果胶酶(果胶酸裂解酶、多聚半乳糖醛酸酶)。根据另一个优选实施方案,原料是富含阿拉伯聚糖-果胶-纤维素的原料,用于第一酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放阿拉伯糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是阿拉伯糖,用于第二酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表l的释放葡萄糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是葡萄糖,以及用于第三酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放糖醛酸的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是糖趁酸。在该实施方案中,更优选,用于第一步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉的阿拉伯糖内切酶;来自黑曲霉的阿拉伯岩藻糖苷酶,用于第二步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉或来自里氏木霉的p-葡糖苷酶;来自里氏木霉的纤维二糖水解酶I-II;来自里氏木霉的P-1-4-D-葡聚糖内切酶I-V,以及用于第三步骤a)的酶或酶系统选自来自针尾曲霉、黑曲霉或日本纤维弧菌的果胶酶(果胶酸裂解酶、.多聚半乳糖醛酸酶)。根据另一个优选实施方案,原料是富含半乳聚糖-果胶的原料,其中用于第一酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放半乳糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是半乳糖,以及其中用于第二酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表l的释放糖醛酸的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是糖醛酸。在该实施方案中,更优选,用于第一步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉或来自热纤梭菌的半乳糖内切酶;来自黑曲霉或脆壁克鲁维酵母a/>^2'/2、)的p-半乳糖苷酶,以及用于第二步骤a)的酶或酶系统选自来自针尾曲霉、黑曲霉或日本纤维弧菌的果胶酶(果胶酸裂解酶、多聚半乳糖醛酸酶)。根据另一个优选实施方案,原料是富含甘露聚糖-木聚糖的原料,用于第一酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放甘露糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是甘露糖,以及用于第二酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放木糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是木糖。在该实施方案中,更优选,用于第一步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉或枯草芽孢杆菌(As〃6〃/")、海栖热袍菌(r.则W〃鹏)或来自里氏木霉的甘露聚糖内切酶;来自粪肥纤维单胞菌的外切甘露糖苷酶;以及用于第二步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉或里氏木霉或热纤梭菌的木聚糖内切酶;来自黑曲霉或里氏木霉的木糖苷酶。根据另一个优选实施方案,原料是富含甘露聚糖-纤维素的原料,用于第一酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放甘露糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是甘露糖,以及用于第二酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放葡萄糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是葡萄糖。在该实施方案中,更优选,用于第一步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉或枯草芽孢杆菌、海栖热袍菌或来自里氏木霉的甘露聚糖内切酶;来自粪肥纤维单胞菌的外切甘露糖苷酶;以及用于第二步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉或来自里氏木霉的p-葡糖苷酶;来自里氏木霉的纤维二糖水解酶I-II;来自里氏木霉的P-l-4-D-葡聚糖内切酶I-V。下列是本发明的另外的优选实施方案,所述实施方案指出了取决于所使用的未处理的聚合物原料的性质或组成的酶促处理步骤的顺序。1.对于富含木聚糖/纤维素的原料(例如麦秆),即具有〉10重量%木聚糖、>10重量%纤维素和<15重量%阿拉伯聚糖的原料,优选使用下列顺序的酶促处理步骤1.)木聚糖解聚/降解2.)纤维素解聚/降解2.对于富含阿拉伯聚糖/果胶的原料(例如甜菜),即具有>15重量%阿拉伯聚糖、>10重量%果胶、<10重量%纤维素和<10重量%木聚糖的原料,优选使用下列顺序的酶促处理步骤1.)阿拉伯聚糖解聚/降解2.)果胶解聚/降解3.对于富含阿拉伯聚糖/果胶/纤维素的原料,即具有>15重量%阿拉伯聚糖、>10重量%果胶、>10重量°/。纤维素和<10重量%木聚糖的原料,优选使用下列顺序的酶促处理步骤1.)阿拉伯聚糖解聚/降解2.)纤维素解聚/降解3.)果胶解聚/降解4.对于富含阿拉伯聚糖/木聚糖/果胶/纤维素的原料,即具有>15重量%阿拉伯聚糖、>10重量%木聚糖、>10重量%果胶和>10重量%纤维素的原料,优选使用下列顺序的酶促处理步骤1.)阿拉伯聚糖解聚/降解2.)木聚糖解聚/降解3.)纤维素解聚/降解4.)果胶解聚/降解5.对于富含半乳聚糖/果胶的原料(例如马铃薯果胶半乳聚糖),即具有>10重量%半乳聚糖、>10重量%果胶、<15重量%阿拉伯聚糖和<10重量%木聚糖的原料,优选使用下列顺序的酶促处理步骤1.)半乳聚糖解聚/降解2.)果胶解聚/降解6.对于富含甘露聚糖/木聚糖的原料,即具有>15重量%甘露聚糖、>10重量%木聚糖、<15重量%阿拉伯聚糖和<10%纤维素的原料,优选使用下列顺序的酶促处理步骤1.)木聚糖解聚/降解2.)甘露聚糖解聚/降解7.对于富含甘露聚糖/木聚糖/阿拉伯聚糖的原料(例如咖啡豆外壳),即具有M5重量%甘露聚糖、>10重量%木聚糖、>15重量%阿拉伯聚糖和〈10重量%纤维素的原料,优选使用下列顺序的酶促处理步骤1.)阿拉伯聚糖2.)木聚糖解聚/降解3.)甘露聚糖解聚/降解8.对于富含半乳聚糖的原料(例如落叶松木材阿拉伯半乳聚糖;瓜尔豆半乳甘露聚糖),即具有>10重量%半乳聚糖、<10重量%果胶和<10重量%木聚糖的原料,优选使用下列顺序的酶促处理步骤1.)半乳聚糖解聚/降解2.)木聚糖或阿拉伯聚糖,取决于原料的组成3.)甘露聚糖解聚/降解9.对于富含甘露聚糖/纤维素的原料(例如魔芋葡甘聚糖),即具有>15重量%甘露聚糖、>10重量%纤维素、<10重量%木聚糖、<10重量%半乳聚糖和<15重量%阿拉伯聚糖的原料,优选使用下列顺序的酶促处理步骤1.)甘露聚糖解聚/降解2.)纤维素解聚/降解在优选情况下,使用的所述酶混合物必须基本上不含可导致所得的产物流污染的特定酶促活性。在其中葡萄糖是目的产物并且未处理的聚合物原料包含纤维素作为聚合物底物(例如小麦秆)的另一个特定情况下,使用纤维素酶的酶混合物。表1中指定了有用的酶混合物。可将此类纤维素酶混合物与表1中所列的P-糖苷酶、葡糖水解酶(glucohydrolases)和ct-或P-淀粉酶结合使用以将未处理的聚合物原料的纤维素级分转化成单体葡萄糖单元。为了获得葡萄糖的纯产物流,用于纤维素级分的酶混合物必须不含任何半纤维素活性,其包括但不限于阿拉伯呋喃糖苷酶、阿拉伯糖酶、半乳糖香酶、甘露聚糖酶、甘露糖苷酶、木聚糖酶和木糖香酶的酶活性。在该酶促处理中,聚合纤维素将被转化成可溶性葡萄糖单元,可如上所述将其与不溶的原料分离。可进一步处理剩余的不溶的材料,从而由半纤维素级分产生不同的戊糖。在其中阿拉伯糖和木糖是目的产物并且未处理的聚合物原料包含聚合物底物(其含有异质半纤维素聚合物例如阿拉伯木聚糖)的另一个特定情况下,首先使用表l中指定的用于分支阿拉伯糖单元的转化和调动的酶混合物。然后,在将表1中指定的第二酶混合物用于调动木聚糖聚合物中包含的木糖单元之前,将可溶性阿拉伯糖单元与剩余的不溶的原料分离。然后还将可溶性木糖单元与剩余的不溶的原料分离。可将酶促处理步骤与一个或多个预处理步骤结合。此类预处理步骤对于提取低商业价值的組分(否则该组分将会污染处理产生的高价值产物流)可以是非选择性的。因此,根据一个实施方案,一个或多个预处理步骤用于提取或另一方面除去确定的成分。可替代地,可使用在溶解未处理的聚合物底物的单个化学成分中为酶促处理步骤提供相当的选择性的一个或多个选择性预处理步骤。因此,根据一个实施方案,施用一个或多个预处理步骤以增加后续的酶促处理步骤的选择性。此类处理步骤的实例是通过有机溶剂例如乙醇或甘油溶解LCB的木质素级分(Itoh等人,2003;Demirbas,A.,1998)。此类单个的预处理步骤和条件对于本领域技术人员来说是已知的。在另外的可替代方案中,所述非选择性的预处理步骤用于不溶的残余物,其通过进行之前的选择性处理步骤,已不含污染物。这样的处理步骤的实例是在通过上述选择性处理步骤选择性溶解LCB的半纤维素、纤维素和木质素级分后,通过酸处理进行的蛋白质级分的完全水解。图1中给出了本发明的实施方案的另一个特定实例。因此,图l显示了用于LCB的顺序酶促处理的工艺流程。在富含纤维素、半纤维素和木质素并且具有少量蛋白质和脂质的底物如小麦秆、玉米秸杆或软木材的处理的该举例说明(参见图1)中,通过使用分别特异性释放木糖、阿拉伯糖和甘露糖的木聚糖酶、阿拉伯糖酶和甘露聚糖酶进行顺序处理来实现半纤维素级分中包含的不同戊糖成分的溶解。适当的酶和用于提供酶的最佳处理条件的处理条件对于本领域技术人员来说是已知的。在每一个处理步骤后除去可溶性级分,并将不溶的物质与后续的酶接触。在处理戊糖级分后,补充相似的处理步骤,以通过使用纤维素外切酶和纤维素内切酶的混合物将纤维素转化成葡萄糖,任选地与纤维二糖酶或p-葡糖苷酶组合以从LCB底物的纤维质级分释放葡萄糖和纤维二糖来。通过上清液从反应混合物中除去这些可溶性反应产物。类似地,使用特定的酶系统例如漆酶和木质素过氧化物酶将剩余在不溶的相中的木质素级分转化成其不同的酚构建块。然后通过上清液或通过溶剂提取从反应混合物提取这些酚类和寡聚酚(oligophenolic)化合物。实施该处理步骤的处理条件对于本领域技术人员来说是已知的。可在酶应用的每一个连续轮次之后分离由半纤维素、纤维素、木质素或其他LCB成分的酶促转化而产生的每一单种产物(参见图1)。然后将所得的基本上纯的酚类化合物、戊糖和己糖化学构建块进一步加工成高价值的商业产品(参见图1)。一般说来,根据一个实施方案,将从未处理或已处理的聚合物原料释放的确定的单体构建块或寡聚构建块进行纯化和任选地进一步处理。在另一个举例说明中,可将富含蛋白质和脂质的农业废物例如来自油菜籽、向日葵或橄揽油的生产的废物随后与上述半纤维素和纤维素以及任选地果胶酶接触,然后将该处理步骤的残余物与非特异性的蛋白酶接触。此类非特异性蛋白酶对于本领技术人员来说是已知的并且可大规模生产。蛋白酶处理使氨基酸和肽从聚合物原料中溶解。随/氏分离成单种物质。在一个情况下,目的产物是阿拉伯糖、木糖、葡萄糖、寡聚类苯丙烷(oligophenylpropanoid)、单木质醇(monolignol)和/或单酚(monophenolics),这些产物可通过利用顺序酶促转化将未处理的聚合物原料小麦秆转化成其组成成分来产生。在此类顺序处理的第一步骤中,将具有大约5%w/w的含水量的磨细的小麦秆(lkgwt,0.2ym)置于不锈钢容器中。加入最少21量的水,将其与原料混合。让所得的浆状物在室温下浸泡4小时。除去过量液体,留下大约200ml的溶液。密封容器,然后在常规的高压灭菌器系统中于10bar的压力下加热1小时至121。C(Puls等人,1985;Harms,1989;Foody等人,1998)。快速释放容器压力,让内容物冷却至室温。在这些条件下,聚合状态的原料成分减少,但只有极小部分的成分以可溶性形式释放。通过过滤、篩分或离心方式分离所得的液相(包含盐和少量不同的可溶成分)和不溶相(包含不溶的聚合物底物例如纤维素、半纤维素和木质素),然后进一步处理不溶相。在下一个步骤中,为了调动不溶的半纤维素级分中包含的阿拉伯糖组分,使用oc-L-阿拉伯呋喃糖苷酶的混合物。所有下面提及的反应都在具有pH5-7的50mM磷酸盐緩冲液中于最低40'C下进行24小时。加入O.08-lg来自热纤梭菌的GH51cx-L-阿拉伯呋喃糖苷酶/kg原料来水解阿拉伯聚糖和木聚糖的cc-1,2/1,3-阿糖呋喃糖基部分(Taylor等人,2006)。随后,加入0.08-lg来自特异腐质霉(^/迈/co7a/Mo7e;3)的GH43a-L-阿拉伯呋喃糖苷酶/kg原料来水解a-1,5-阿糖呋喃糖基单元(Sorensen等人,2006)。由于酶混合物的特异性,所得的液相主要包含阿拉伯糖。通过过滤或离心将释放的和可溶的阿拉伯糖单元与不溶的渣分离。保留剩下的不溶的级分以进行进一步加工。在下一步骤中,为了将不溶的木聚糖成分转化成可溶性木糖单元,使用木聚糖酶和木糖苷酶的混合物。所有反应都在50mM具有pH5-7的磷酸盐緩冲液中于最低40C下进行24小时。加入0.08-lg来自特异腐质霉的1,4-p-木聚糖内切酶(GHlD或11)/kg原料和G.08-lg来自里氏木霉的p-木糖苷酶(GH3)/kg原料以分别释放寡聚木糖和木糖(xylanose)单元。由于酶混合物的特异性,所得的液相主要包含木糖。通过过滤或离心将可溶性木糖与不溶的原料残余物分离。在下一步骤中,为了调动残留在半纤维素和纤维质级分中的己糖,将各不溶的物质与包含纤维素内切和外切酶的最优化的酶混合物接触。所有反应都在50mM醋酸钠緩沖液(pH5-6)中于最低50'C下进行16小时。加入来自里氏木霉的各0.005-lg的1,4-p-葡聚糖内切酶(Cel5A,Cel7B,Cell2A,Cel61A)和1,4-P-纤维二糖水解酶(Cel7A,Cel6A)的混合物/kg不溶的原料以调动己糖(Irwin等人,1993,KU等人,1998)。纤维素至单体糖的转化的效率和动力学任选地通过每kg原料加入0.0005-0.Olg来自黄孢原毛平革菌(户/a/3erocae"c力r/^M/7oWwi7)的纤维二糖脱氢酶与0.05-lg亚纟失氰化物和0.0005-O.lg来自黑曲霉的0-糖苷酶(10%wt酶混合物)组合来增强(Igarashi等人,1998,Rosgaard等人,2006)。由于酶混合物的特异性,所得的液相主要包含己糖,主要由葡萄糖组成。进一步通过过滤或离心将此类物质与原料的细颗粒残余物分离。在下一步骤中,通过与木质素过氧化物酶和漆酶系统的顺序接触将在之前的酶处理后剩余的不溶的木质素转化成其组成成分。在最低50mM的酒石酸钠(pH3.5)中和在最高32°C的温度下进行与木质素过氧化物酶的反应。通过与各0.5-lg的来自黄孢原毛平革菌的木质素过氧化物酶(LIP)/kg原料接触来氧化分解高度聚合的木质素不溶的物质(Ward等人,2003)。为了防止由于过量的H力2在反应混合物中的存在而导致的LIP的催化失活(CompoundIIIformation,Wariishi和Gold1990),将产&02的可溶性酶促系统用于为11202的形成提供受控且连续的环境。可使用乙二醛氧化酶(GLOX)(Kersten1990)的产&02能力,所述乙二醛氧化酶是与木质素过氧化物酶协同作用的天然辅酶(accessoryenzyme)。GLOX的反应需要与针对LIP所描述相同的pH、离子强度和温度分布。通过加入0.05-lgGL0X和0.l-lgGLOX底物曱基乙二醛/kg原料来诱导&02的产生。为了诱导和增强LIP对聚合物木质素的氧化分解,加入氧化还原介体藜芦醇(3,4-二曱氧基苄醇)以继续进行至反应完成(Ferapontova等人,2006)。可通过加入2g藜芦醇/kg原料来获得不溶的木质素的更有效降解(Barr等人,1993)。LIP-催化的不溶的木质素的氧化分解的主要反应产物是寡聚类苯丙烷,而单木质醇只是产物混合物中的少量组分。为了增加产物混合物中单酚的量,将LIP产生的产物混合物进一步与漆酶反应(d'Acunzo等人,2002)。反应在100mM的具有pH5-6的磷酸盐緩冲液中于最低40t:下进行6小时。加入0.0004g来自变色检菌(rra迈e"srers/co/or)的漆酶和0.0005g2,2,6,6-四甲基派啶-l-基氧(TEMPO)作为氧化还原介体/kg原料(Arias等人,2003)来将寡聚酚(oligophenolics)氧化成单酚木质素单元。由于酶混合物的特异性,所得的液相主要包含单酚木质素单元。通过膜过滤和简单的离心将所得的产物混合物与剩余的渣分离。下列实施例显示酶促处理步骤的顺序对不同木质纤维原料的影响。本文中的实施例意欲进一步举例说明本发明,但将不被解释为以任何方式限定本发明的范围。底物的制备预处理的小麦秆将干小麦秆碾磨至120jam。然后将2g磨细的麦秆悬浮于39.6ml重蒸水和0.4ml12NH2S04(1%v/v)中。将悬浮液在135。C下进行高压灭菌30分钟。将混合物冷却至室温,然后以10.000g离心15分钟。弃去所得的上清液。使用50mM醋酸钠緩冲液(pH5),通过三次中间清洗/离心循环(10.000g/15分钟)处理剩余的沉淀。在最后的离心步骤之后,将固体重悬浮于35ml的50mM醋酸钠(pH5)中,从而产生5%w/w(总共40g)底物原液。未处理的小麦秆、甜菜浆、燕麦木聚糖(oatspeltxylan)、黑麦阿拉伯木聚糖将小麦秆(地方农产品)、甜菜浆(动物饲料添加剂)、燕麦木聚糖(Sigma,Weilheim,Germany,Catno:X0627)的干样品碾磨至120nm。为了制备各个底物原液,将2g各磨细的材料置于Flacon管中。然后用50raM醋酸钠緩冲液(pH5)充注管,达到40g标志,产生5%(w/w)的终底物悬浮液。以白色细粉的形式提供黑麦阿拉伯木聚糖(Megazymes,Ireland,Catno:P-RAXY)。为了制备底物原液,称取0.2g加至Flacon管(15ml)中。然后用50mM醋酸钠緩沖液充注管,达到4g标记,从而产生5%(w/w)的终原液。酶的制备阿拉伯糖酶(Ara,来源黑曲霉,Cat.:E-EARAB)、阿拉伯岩藻糖苷酶(Arafus,来源黑曲霉,Cat.:E-AFASE)、纤维二糖水解酶I(CBHI,来源木霉属,Cat.:E-CBHI)、P-D-葡聚糖内切酶(EGII,来源木霉属,Cat.:E-CELTR)、P-甘露聚糖内切酶(Man,来源黑曲霉,Cat:E-BMANN)、木聚糖酶(Xyl1,来源绿色木霉;Cat.E-XYTRI)、多聚半乳糖醛酸酶(Poly,来源针尾曲霉,Cat.E-PGALUSP)由MegazymesInc.,Ireland以石危酸铵沉淀(总体积lml)的形式提供。4吏用50mlAmicon离心超滤装置(10kDa的截断值;Millipore,Maidstone,UK),用45ml醋酸钠緩沖液(50mM,pH5)对这些酶制剂进行脱盐和浓缩。包含纤维二糖水解酶(CBHI和CBH11)、纤维素内切酶(EGI、EGII)、P-糖苷酶(BGL)和木聚糖内切酶活性的商业纤维素酶混合物(Worth.Cel.,Cat:Cel;108U/mgDW)由WorthingtonBiochemicalCorp.(NJ.,USA)以干燥白色粉剂的形式提供。在10ml醋酸钠緩冲液(50mM,pH5)中制备该纤维素酶制剂的原液(0.5mg/ml)。来自针尾曲霉的果胶酶(50mM,pH5)(Pec,Activites:果胶酸裂解酶、多聚半乳糖醛酸酶;Cat:PectinexUltraSP-L)和来自黑曲霉的P-葡糖脊酶(BGL,Cat:Novo188)由Novozymes,Denmark以即可使用的浓缩液的形式提供。将来自嗜热子嚢菌(7yei7^6//7^3尸wca)抹系YX的另外的木聚糖内切酶活性(Xyl2,BLAST参考号AAZ56956/gi:71917054;http://www,ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez)在酿酒酵母(S.cerevisiae)中重组表达。使用Amicon离心超速离心装置(Millipore,Maidstone,UK)从澄清的和浓缩的发酵液中获得酶活性。通过Bradford法(Bradford,M.,1976)测定蛋白质浓度。水解木质素的制备在l%(w/v)12NH2S04存在的情况下,使用常规蒸汽爆破法(25巴蒸汽/5分钟,进行突然的压力释放)预处理小麦秆(300g)。以10.OOOg(15分钟)离心所得的悬浮液,然后倾析出上清液。用40ml醋酸钠緩冲液(50mM,pH5)清洗/中和剩下的固体3次,此后于真空中对其进行千燥,然后碾磨至120jjm产生细粉。为了制备5。/。(w/w)的悬浮液,将2g麦秆粉与35ml醋酸钠緩冲液(50mM,pH5)混合,产生40ml的总体积。将40ml麦秆悬浮液与4。/。(w/w底物)Worthington纤维素酶混合物和0.5%(w/w)的来自黑曲霉的0-糖苷酶活性(Novo188,Novozymes)混合。将所得的混合物在Eppendorf旋转混合器中于45°C(250rpm)下温育48小时。在初始温育期,以12.OOOg(15分钟)离心悬浮液,然后倾析出所得的上清液。使用重蒸水清洗剩下的固体2次,离心(12.000g/15分钟)并重悬浮于醋酸钠緩冲液(50mM,pH5)中,产生40ml的终体积。在将其于45X:下再温育另外24小时之前,再次将悬浮液与4%(w/w底物)Worthington纤维素酶混合物和0.5%(w/w)的来自黑曲霉的p-糖苷酶活性(Novo188,Novozymes)混合。在该第二温育期之后,如之前所述,通过离心分离固体。再次用重蒸水清洗固体2次,然后离心(IO.000g/15分钟)以分离液相和固相。然后将所得的固体在真空中干燥24小时,产生用于下面实验程序的水解木质素级分(374mg)。为了确保通过该方法获得的木质素不保留任何残留的糖,按照已公布的NREL方案(5)将50mg获得的固体经完全的酸催化的水解。通过与脉沖安培检测(HPAE-PAD)分析(Dionex,Ca.,USA,6)结合的高效阴离子交换色谱检测可能的糖成分的存在。虽然该方法比标准HPLC方案更灵敏(大约IOOO倍),但在此处获得的水解木质素残余物中未检测到残留的糖。顺序酶促水解实验所有反应都以0.5ml总体积使用醋酸钠緩冲液(50mM,pH5)系统进行。对于各底物(2.5%w/v=25mg/ml),阳性对照由使用Worthington纤维素酶混合物(1%w/w底物=0.25mg/ml)的各个酶促水解步骤组成。在两个独立的步骤中进行不同底物的下列顺序水解反应。第一水解反应的起始底物浓度是2.5%(w/v),而总酶浓度是1%(w/w底物),在各反应中保持恒定。通过表1A清楚地显示糖成分在单个底物中的质量分布。将各酶促反应在Eppendorf旋转混合器中于45C/250rpm下温育48小时。在第一次水解后,以10.OOOg离心悬浮液15分钟。倾析上清液,将其过滤(O.2um),然后经HPAE-PAD分析(Dionex,Ca.,USA,6)以测定其糖和糖醛酸的组成。将第一水解后剩下的沉淀重悬浮于lml水中,然后离心(10.000g/15分钟)。在离心后,弃去清洗的水,沉淀(大约100ml体积)用于第二水解实验。就初始底物的浓度而言,在第二次水解设置(set-up)中加入的酶浓度是l%w/w(0.25mg/ml)。在加入酶后,使用醋酸钠緩沖液将反应体积补足至0.5ml。对于第二次水解步骤,使用与在第一反应步骤中不同的酶促活性。然而,在使用工业酶混合物的情况下,可允许少量相当于第一反应步骤的酶活性。在48小时的温育期后,以10.OOOg离心水解悬浮液15分钟。如之前所述处理上清液,然后将其经HPAE-PAD分析(Dionex,Ca.,USA,6)以测定其糖和糖醛酸的组成。用于各底物的第一和笫二水解步骤的酶和底物的确切组合列于表2A中。下列列表包括用于各个反应的酶浓度/組合1.)阿拉伯糖酶(Ara:0.2mg/ml)+阿拉伯岩藻糖苷酶(Arafus:0.05mg/ml)2.)CBHI(0.175mg/ml)+EGII(0.005)+BGL(0.025mg/ml)3.)甘露聚糖酶(Man:Q.25mg/ml)4.)多聚半乳糖醛酸酶(Poly:0.25mg/ml)5.)果胶酶(Pec:0.25mg/ml)6.)木聚糖酶(Xyll或Xyl2:0.25mg/ml)7.)木聚糖酶(Xyl1或Xyl2:0.2mg/ml)+p-糖芬酶(BGL:0.05mg/ml)8.)Worthington(0.25rag/ml)对于使用预处理的小麦秆和甜菜浆进行的反应,只使用来源于绿色木霉(Trichodermaviride)的Xyl1进行适当的木聚糖酶第一或第二水解步骤。相比之下,所有其他木聚糖酶水解步骤都使用来源嗜热子嚢菌林系YX的Xyl2进行。<table>tableseeoriginaldocumentpage46</column></row><table>表2A:使用不同底物进行的顺序水解步骤狄理的麦秆实IBU葡萄糖1.1.1Ara+Arafus0.7661.1.2C朋I+EGII+BGL95.031分析物的相对分布(%)械阿拉伯糖半條寡1.27893.8880.0001.066L5890.0671.0640.2941.2.1CBHI+EGn+BGL74.93014.60110.5070.4690.0470.0631.2.2Ara+Arafus8.2134.71085.5830.0001.0950.399阳'树照83.85512.1930.1181.0441.5881.201黑麦阿4i伯木,实^iU葡萄糖2.1.1Ara+Arafus0.0002.1.2Xyl20.000分析物的相对分布(%);Mt阿拉伯糖半享Ut寡糖驗20.47679.5240.0000.0000.00092.9732.3410,0000.4034.2792.2.1Xyl21.67070.14126.3300.6091.1890.0532.2.2Ara+Arafus0.00020.47679.5240.0000.0000.000阳'树照甜菜样品0.00054.30530.0220.000分析物的相对分布(%)0.41415.259实4阿拉伯糖葡萄糖械甘鱗寡3.1.1Ara+Arafus76.9561.0001.0440.0000.00019.6603.1.2C朋I+EGII+BGL1.6041.35483.4583.7728.0500.5173.2.1Ara+Arafus76.9561.0001.0440.0000.00019.6403,2.2Worthcel.Mix1.7250.96789.2333.7832.9770.3573.3.1CBHI+EGII+BGL3.8862.09461.19132.1080.4060.0063.3.2Ara+Arafus61.8270.00034.1271.4570.0000.135阳性对照2.3470.00085.2524.2290.1601.310预处理的秆样品实MX4.1.1Xyl14.1.2C朋I+EGII+BGL分析物的相对分布(%)阿拉伯糖半IUI葡萄糖甘S^t0.7351.9076.84287.3280.0003.1200.0000.36495.3983.0760.4390.7214.2.1Xyl14.2.20.7350.0001.9071.7006.84293.49087.3281.9910.0002.5083.1500,3104.3.1Xyl14.3.2Ara+Arafus0.7350.0001.卯70.0006.84298.84987.3285.1530.0000.0003.1100.0004.4.1CBHI+EGII+BGL0.5000.43574.39816.6761.3396.0424.2.1Xyl10.0400.36422.39873.0760.4393.721阳财照0.0000.00089.1363.6840.0005.452预处理的麦秆分析物的相对分布(%)实Mi阿拉伯糖半婦葡萄糖綠甘餘寡緣4.1.1Xyll0.7351.9076.84287.3280.0003.1204.1.2CBHI+EGII+BGL0.0000.36495.3983.0760.4390.7214.2.1Xyl10.7351.9076.84287.3280.0003.1504.2.20.0001.70093.4901.9912.5080.3104.3.1Xyl10.7351.9076.84287.3280.0003.1104.3.2Ara+Arafus0.0000.00094.8495.1530.0000.0004.4.1CBHI+EGII+BGL0.5000.43574.39816.6761.3396.0424.2.1XyII0.0400.36422.39873.0760.4393.721阳'树照0.0000.00089.1363.6840.0005.452作为P日'f树照Worthington(Worth.Cel.)通过比较表2A中的数据,表明通过选择酶促步骤的正确组合,可从木质纤维底物的水解作用获得超过80%(w/w)的纯糖产物流。也明显的是用于特定水解底物的酶促活性的顺序对所得的产物流的组成和纯度具有显著影响。在其他组实验中,研究木质素在原料中的存在对酶促处理步骤的影响在水解木质素不存在/存在的情况下的选择性酶促水解在lmlEppendorf管中,于0.5ml的总体积中^f吏用醋酸钠緩冲液(50mM,pH5)系统进行所有反应。用1%(w/w底物=0.25mg/ml)的阿拉伯糖内切酶(Ara)、多聚半乳糖醛酸内切酶(Poly)或木聚糖内切酶(Xyl2)水解包含2.5%(w/v)的未处理的小麦秆(25mg/ml)或黑麦阿拉伯聚糖(O.25mg/ml)的悬浮液。在2.5%(25mg/ml)额外的水解木质素不存在或存在的情况下进行各反应。从而各反应中底物对木质素的比例为1:1。在Eppendorf旋转混合器中于45。C(250rpm)下对所有反应物温育48小时。在温育期后,以10.000g离心样品15分钟。通48过移液除去所得的上清液,以使用HPAE-PAD法(6)来测定其糖和糖醛酸組成。表3中显示的结果只集中在主要的单体糖成分的水解模式的变化上。表3:在额外的木质素不存在/存在的情况下阿拉伯聚糖和未处理的小麦秆的选择性水解。a.)关于阿拉伯木聚糖获得的结果实^iU相对分布(°/。)葡萄糖阿拉伯糖Xyl2+城素0.1295.634.27Xyl2-M+0.2878.0921.65b.)获得的未处理的小麦秆的结果实M^相对分布(%)葡萄糖;MI阿拉伯糖Xyl2+;Mt"素0.1997.502.16Xyl2-樣i:4.3184.5012.10我们已选择黑麦阿拉伯木聚糖(内源性木质素含量〈0.2%w/w)和未处理的小麦秆(内源性木质素含量大约17%w/w)作为水解底物来研究外源性木质素的加入的影响,因为此类底物在它们的内源性木质素含量上具有显著的差异。在外源性木质素存在的情况下,通过木聚糖内切酶2(Xyl2)进行的阿拉伯木聚糖和未处理的小麦的水解导致显著的产物选择性增加。对于这两种底物,Xyl2的阿拉伯糖内切酶的副活性(sideactivity)在木质素存在情况下都减小。引用1.)htto:/7www.eere.ener。v加v/biomass/oroas/search2.cqi46692.iMichel,F.etal.(2006),丄oftheScienceofFoodandAgriculture42(1),pp.77.853.)httD:〃secure.m的azvme.com/Dvnamic.asDxcontrol-CSViewProduct&cateo0ryName-Polvsaccharides&Droductld=P-RAXY4.)www.staiDa.com5.;httD://www.nrel.oov/biomass/pdfs/42618.pdf6.ihttp://www-dtonex.com.cn/technic/Afiles/AN92.PDF文献Hamsen.G.efa/.(1989)Processforthetreatmentofbiomasswithsteam,producttherebyobtainedanditsuseandreactor.EP0187422A2Chen,WP.,Matsuo,M.,Yasui,T.(1986)Agric.Biol.Che,.50,pp.1183-1194Arias,M.E.,Arenas,M.,Rodriguez,丄,Solviveri,丄,Ball,A.S.,Hemandez,M.(2003)Kraftpulpbiobleachingandmediatedoxidationofanon-phenolicsubstratebylaccasefromStreptomycescyaneusCECT3335.Appl.Envir.Microbiol.69,pp.1953~1958D'Acunzo,F.Galli,C.,Masci,B.(2002)Oxidationofphenolsbylaccaseandlaccase-mediatorsystems.SolubiHtyandstericissues.Eur.J.biochem.269,pp.5330-5335Barr,D.,Sha,M.M.,Aust,S.D.(1993)Veratrylalcohol-dependentproductionofmolecularoxygenbyLigninperoxidase.丄Biol.Chem.268,pp.241-244Currte,H.A.,Perry,C.C.(2006)Resolutionofcomplexmonosaccharidemixturesfromplanteel,wallisolatesbyhighpHanionexchangechromatography.丄Chromatography.1128(1-2),pp.90>96Demirbas,A.(1998)Aqueousglyceroldelignificationofwoodchipsandgroundwood.BioresourceTechnol.63(2),pp.179>185,rwin,D.C.,Spezio,M.,Walker,LP.,Wilson,D.B.(1993)Biotech.改oengineer.42,pp.1002-1013.Itoh,H.,Wada,M"Honda,Y,,Kuwahara,M.,Watanabe,T.(2003)Bioorganoso,vepretreatmentsforsimultaneous幼ccharificationandfermentationofbeechwoodbyethanolysisandwhiterotfungi.丄Biotechnol.103,pp.273*280lgarashi,K.,Samejima,M.Eriksson,K.-L(1998)CellobiosedehydrogenaseenhancesPhanerocaetechrysospoiiumcellobiohydro,aseIactivitybyrelievingproductinhibition.Eur.丄Biochem.253,pp.101-106Ferapontova,E.E.,Castillo,丄,Gorton,L.(2006)BioelectrocatalyticpropertiesofligninperoxidasefrpmPhanerocaetechryso邻oriuminreactionswithphenols,catecholsandlignin-modelcompounds.Biochem.Biophys.Acta1760(9),pp.1343~54Foody,8.efa/.(1998)Pretreatmentprocessfortheconversionofcellulosetofuelethanol.US6,090,595Kamm,B.,Gruber,P.R.,Kamm,M.(2006)IndustrialprocessesandproductsStatusquoandfuturedirection.Biorefmeri的1,pp.1'39Kamitsuiji,H.,Watanabe,T.,Honda,Y.,Kuwahara,M.(2005)Directoxidationofpolymericsubstratesby.mul併unctionalmanganeseperoxidaseisoenzymefromPleurotusostreatuswithoutredoxmediators.Biochem.丄386,pp.387-393.Kaschemekat,J.Klose,M.(1985)TrennungderKomponenteneinesFK)ssigkeitsgemisches.DE3410155C1Kersten,P.丄(1990)GlyoxaloxidaseofPhanerocaetechrysosporium:itscharacterizationandactivationbyUgninperoxidaseProc.Natl.Acad.Sci.87,pp.2936>2940Kim,E..lrwin.D.C.,Walker.L.O.,WHson,D.B.(1998)Factorialoptimisationofasix-celMasemixture.Biotech.Bioengineer.58(5),pp.494-501Kinley.M.T,Krohn,B.Biomassconversiontoalcoholusingultrasonicenergy.US200570136520A1Lawford,H.G.,Rousseau,丄D.(2003)Cellulosicfuelethanol.Appl.BiochemandBiotechnol.105,pp.457469Lawford,H.G.,Rousseau,丄D.(2003)Cellulosicfuelethanol.Alternativefermentationprocessdesignswithwild-typeandrecombinantZymomon站mobilis.Appl.Biochem.Biotechnol.105,pp.457-469Lynd,L.R.,vanZyl,W.H.v.,McBricte,丄E.,Laser,M.(2005)Consolidatedbioprocessingofcellulosicbiomass:anupdate.Curr.Opin.Biotechnol.16,pp.577-583Mammela,P.(2001)PhenolicsinselectedEuropeanhardwoodspeciesbyliquidchromatography-electrosprayionizationmassspectrometry.Analyst126(9),pp.153W538Palla,G.(1981)C18reversed-phaseliquidchromatographydeterminationofinvertsugar,sucroseandraffinose.Anal.Chem.53,pp.1966-1967Puis,丄,Poutanen.K.,K6rner,H.-U.,Viikari,L(1985)Biotechnologicalutilizationofwoodcarbohydratesaftersteamingpretreatment.Appl.Microbiol.Biotechnol.22,pp.416"423Ramos,LP.,Silva,T.A..Martins,LF.,Satyanarayana,K.G.(2005)ConversionofHgnocellulosicstofules,chemicalsandenvironmentally-friendlymaterials.MetalsandProcesses117,pp.299.318Rosgaard,L,Peterson,S.,Cherry,丄R.,Harris,P.,Meyer,A.S.(2006)Efficiencyofnewfungalcellulosesystemsinboostingenzymaticdegradationofbarleystrawlignocellulose.Biotechnol.Prog.22(2),pp.493>498Saha,B.C.,Enzymesasbiocatalystsforconversionoflignocellulosicbiomasstofermentablesugars(2005)inHandbookofindustrialbiocatalysis,ed.ChingT.Hou,CRCPress,Chapter24,pp.1-12Smirnov.SA.Korovela,O.V.,Gavrilova,V.P.,Belova,A.B.,Klyachko,N丄.(200"Laccasesforbasidomyces:Physicochemicalcharacteristicsandsubstratespecificitytowardsmethoxyphenoliccompounds.Biochem.(Moscow)66(7),pp.774-779Sorens節,H..Pederson,S.,Viksoe-Nielsen,A.efa/.(2006)Hydrolysisofarabinoxylan.WO2006114095A1Taylor,E.Smith,N.,Turkenburg,J.a/..(2006)Structuralinsightsintotheligandspecificityofathermostablefamily51arabinofuranosidase,Ara伤1,fromClostridiumthermocellum.Biochem.丄395,pp.31-37Ward,G.,Hadar,Y.,BilWs,,.,Dosoretz,C.(2003)Mechanisticfeaturesofligninperoxidase-catalysedoxidationofsubstitutedphenolsand1,2-dimethoxyarenes.丄Biol.Chem.278,pp.39726.39734Wariishi,H.,Go,d,M.H.<1的0)LigninPeroxidaseCompoundl,,.Mechanismofformationanddecomposition.丄Biol.Chem.265,pp.2070-2077Wood,T.M.andBaht.K.M.,Methodsformeasuringcelluloseactivities.MethodsinEnzymology.160,pp.87-112表1酶系统产物聚合物底物酶活性酶混合物编号1-酰基甘油磷酸胆碱磷脂酰胆碱磷脂酶11,5-脱水-D-果糖D-葡萄糖ot-葡聚糖外切-a-l,4-D-葡聚糖裂解酶1醇+乙酸盐木葡聚糖乙酰酯酶1鼠李半乳糖醛酸聚糖氨基酸蛋白质蛋白酶1阿拉伯糖阿拉伯聚糖阿拉伯呋喃糖苷酶2,5阿拉伯木聚糖a-l,3-L-阿拉伯聚糖内切酶1,3,4a-l,5-L-阿拉伯聚糖内切酶1木葡聚糖a-l,3-L-阿拉伯聚糖外切酶1,2,3a-l,5-L-阿拉伯聚糖外切酶1,2,5胆碱乙酸乙酯乙酰胆碱酯酶1,2胆碱酯胆碱酯酶1,3D-木糖酸酯(xylonate)木糖(xylono)-l,4-内酯木糖-1,4-内酯酶1二酰甘油三甘油酉旨三酰甘油脂肪酶1岩藻糖木葡聚糖oc-l,2-L-岩藻糖苷内切酶1,2cc-l,2-L-岩藻糖苷外切酶1,2,3,4果胶果胶酶1,3半乳糖半乳聚糖p-l,4-D-半乳糖苷内切酶1半乳甘露聚糖P-l,4-D-半乳糖苷外切酶1,2木葡聚糖没食子酸酯二没食子酸酯酰基甘油脂肪酶1,3长链脂肪酸的甘油单酯鞣酸酶1,2葡萄糖纤维素葡甘露聚糖纤维素酶1,2,3,4,5,6,7,8葡糖醛酸木聚糖a-淀粉酶1,2,3,4,6木葡聚糖P-淀粉酶1,2,3,5,6p-葡糖苷酶1,2,3,4,6纤维二糖水解酶I1,3,4,6,7纤维二糖水解酶II2'3,4'6,8P-l,4-D-葡聚糖内切酶1,2,3,4,5,53<table>tableseeoriginaldocumentpage54</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage55</column></row><table>用于产生从特定聚合物原料成分获得的特定产物的示例性酶组合由1至8的数字分别表示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage55</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage56</column></row><table>权利要求1.用于未处理的聚合物原料的酶促处理的方法,其包括下列步骤a)用酶系统处理不溶的未处理的聚合物原料以从未处理的聚合物原料释放确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块;b)将步骤a)中产生的确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块与不溶的未处理的聚合物原料的残余物分离。2.权利要求1的方法,其中未处理的聚合物原料包含至少1重量%木质素,优选至少3重量%木质素,更优选至少5重量%木质素。3.权利要求1或2的方法,其中未处理的聚合物原料包含至少10重量%木质素,优选至少20重量%木质素。4.前述权利要求任一项的方法,其中使用不同的酶系统重复步骤a)和b)—次或多次以从未处理的聚合物原料残余物(已处理的聚合物原料)释放其他确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块。5.权利要求l的方法,其中不进行木质素降解酶处理步骤。6.前述权利要求任一项的方法,其中计算为聚合物原料的总体组成的重量%的聚合物原料中木质素的含量在步骤a)和b)过程中或它们的重复过程中不减少。7.权利要求l的方法,其中在步骤a)之前将可溶性成分与未处理的聚合物原料分离。8,权利要求7的方法,其中使用一个或多个清洗步骤和/或一个或多个物理化学处理步骤进行可溶性組分与未处理的聚合物原料的分离。9.前述权利要求任一项的方法,其中用于步骤a)的酶系统包含不超过50%,优选不超过20%,更优选不超过10%,更优选不超过5%,更优选不超过2%,更优选不超过1%的除了根据步骤a)导致所述确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块从不溶的未处理的聚合物原料的释放的酶活性外的其他酶活性。10.权利要求4的方法,其中在步骤a)的重复之前,使用一个或多个预处理步骤,优选一个或多个清洗步骤进行可溶性成分与已处理的聚合物原料的分离。11.前述权利要求任一项的方法,其中在水性介质中进行酶促处理,从未处理或已处理的聚合物原料释放的所述确定的单体构建块或寡聚构建块在水性介质中是可溶的,并且通过在水性介质中可溶性构建块从不溶的未处理或已处理的聚合物原料残余物中的固体-液体分离来进行根据步骤b)的分离。12.前述权利要求任一项的方法,其中根据步骤a)的确定的单体构建块或寡聚构建块选自葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、氨基酸或酚类化合物或表1中列出的其他化合物。13.前述权利要求任一项的方法,其中原料是富含纤维素-木聚糖的原料,并且其中用于第一酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放葡萄糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是葡萄糖,以及其中用于第二酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放木糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是木糖。14.权利要求13的方法,其中用于第一步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉U/2^er)或来自里氏木霉(7:ree"/)的p-葡糖苷酶;来自里氏木霉的纤维二糖水解酶I-II;来自里氏木霉的P-l-4-D-葡聚糖内切酶I-V,以及其中用于第二步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉或里氏木霉或热纤梭菌的木聚糖内切酶;来自黑曲霉或里氏木霉的木糖苷酶。15.前述权利要求任一项的方法,其中原料是富含纤维素-木聚糖的原料,并且其中用于第一酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放木糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是木糖,以及其中用于第二酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表l的释放葡萄糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是葡萄糖。16.权利要求15的方法,其中用于第一步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉或里氏木霉或热纤梭菌(C.Mei7ffoce〃咖)的木聚糖内切酶;来自黑曲霉或里氏木霉的木糖苷酶;以及其中用于第二步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉或来自里氏木霉的p-葡糖苷酶;来自里氏木霉的纤维二糖水解酶I-II;来自里氏木霉的p-l-4-D-葡聚糖内切酶I-V。17.前述权利要求任一项的方法,其中原料是富含阿拉伯聚糖-果胶的原料,并且其中用于第一酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放阿拉伯糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是阿拉伯糖,以及用于第二酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表l的释放糖醛酸的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是糖醛酸。18.权利要求17的方法,其中用于第一步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉的阿拉伯糖内切酶;来自黑曲霉的阿拉伯岩藻糖苷酶,以及用于第二步骤a)的酶或酶系统选自来自针尾曲霉(Aaci/7ea"s)、黑曲霉或日本纤维弧菌(C.力/o"/c"s)的果胶酶(果胶酸裂解酶、多聚半乳糖醛酸酶)。19.前述权利要求任一项的方法,其中原料是富含阿拉伯聚糖-果胶-纤维素的原料,并且其中用于第一酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放阿拉伯糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是阿拉伯糖,其中用于第二酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表l的释放葡萄糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是葡萄糖,以及其中用于第三酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表l的释放糖醛酸的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是糖醛酸。20.权利要求19的方法,其中用于笫一步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉的阿拉伯糖内切酶;来自黑曲霉的阿拉伯岩藻糖苷酶,其中用于第二步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉或来自里氏木霉的p-葡糖苷酶;来自里氏木霉的纤维二糖水解酶I-II;来自里氏木霉的p-l-4-D-葡聚糖内切酶I-V,以及其中用于第三步骤a)的酶或酶系统选自来自针尾曲霉、黑曲霉或日本纤维弧菌的果胶酶(果胶酸裂解酶、多聚半乳糖醛酸酶)。21.前述权利要求任一项的方法,其中原料是富含半乳聚糖-果胶的原料,并且其中用于第一酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放半乳糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是半乳糖,以及其中用于第二酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放糖醛酸的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是糖醛酸。22.权利要求21的方法,其中用于第一步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉或来自热纤梭菌的半乳糖内切酶;来自黑曲霉或脆壁克鲁维酵母(J./>^/7/力的p-半乳糖苷酶,以及其中用于第二步骤a)的酶或酶系统选自来自针尾曲霉、黑曲霉或日本纤维弧菌的果胶酶(果胶酸裂解酶、多聚半乳糖醛酸酶)。23.前述权利要求任一项的方法,其中原料是富含甘露聚糖-木聚糖的原料,并且其中用于第一酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放甘露糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是甘露糖,以及其中用于第二酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表l的释放木糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是木糖。24.权利要求23的方法,其中用于第一步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉、枯草芽孢杆菌(Aw^27/"、海栖热袍菌(7:迈ar/"'迈a)或来自里氏木霉的甘露聚糖内切酶;来自粪肥纤维单胞菌(C./7//)的外切甘露糖苷酶;以及其中用于第二步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉或里氏木霉或热纤梭菌的木聚糖内切酶;来自黑曲霉或里氏木霉的木糖苷酶。25.前述权利要求任一项的方法,其中原料是富含甘露聚糖-纤维素的原料,并且其中用于第一酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表1的释放甘露糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是甘露糖,以及其中用于第二酶促处理步骤a)的酶或酶系统选自根据表l的释放葡萄糖的酶或酶系统,并且确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块是葡萄糖。26.权利要求25的方法,其中用于第一步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉、枯草芽孢杆菌、海栖热袍菌或来自里氏木霉的甘露聚糖内切酶;来自粪肥纤维单胞菌的外切甘露糖苷酶;以及其中用于第二步骤a)的酶或酶系统选自来自黑曲霉或来自里氏木霉的P-葡糖苷酶;来自里氏木霉的纤维二糖水解酶I-II;来自里氏木霉的|3-l-4-D-葡聚糖内切酶I-V。27.前述权利要求任一项的方法,其中用于具体的酶促处理步骤的酶系统包含不超过50%,优选不超过20%,更优选不超过10%,更优选不超过5%,更优选不超过2%,更优选不超过1%的污染性酶促活性,所述酶促活性未曾用于之前的使用不同酶系统的酶促处理步骤中,或其可引起在之前的酶促处理步骤中未曾被释放的其他确定的单体构建块或寡聚构建块的释放,或其只可引起从起初基本上不存在于聚合物原料中的聚合物底物中释放产物。28.前述权利要求任一项的方法,其中未处理的聚合物原料包含纤维素和半纤维素作为聚合物底物,并且用于具体酶促处理步骤的酶系统具有纤维素酶活性、和任选地p-糖苷酶、葡糖水解酶和/或oc-或P-淀粉酶活性,但基本上不具有半纤维素酶活性。29.前述权利要求任一项的方法,其中用于具体酶促处理步骤的酶系统包含一个或多个这样的酶促活性作为污染性酶促活性,所述酶促活性已用于之前的使用不同酶系统的酶促处理步骤,或只可引起从起初基本上不存在于未处理的聚合物原料中的聚合物底物的其他单体构建块或寡聚构建块的释放。30.前述权利要求任一项的方法,其中用于具体酶促处理步骤的酶系统具有第一酶促活性并包含至少一种额外的酶促活性,所述额外的酶促活性导致从未处理或已处理的聚合物原料,特别地从存在于未处理的聚合物原料中的不同聚合物底物产生与酶系统的第一酶促活性相同的确定的单体构建块或寡聚构建块。31.前述权利要求任一项的方法,其中在根据权利要求4的步骤a)之前或步骤a)的重复之前,使不溶的未处理或已处理的聚合物原料经历选择性或非选择性的物理化学处理步骤。32.权利要求31的方法,其中物理化学处理步骤包括使用水性溶剂、有机溶剂或这些溶剂的任何组合或混合物,优选使用乙醇或甘油进行的处理。33.前述权利要求任一项的方法,其中在用酶系统处理未处理的聚合物原料,并将确定的单体构建块或寡聚构建块与未处理的聚合物原料的残余物(已处理的聚合物原料)分离之后产生最高纯度的确定的单体构建块或寡聚构建块的酶系统被选择用于根据权利要求1的步骤a)的第一酶促处理步骤。34.权利要求33的方法,其中被选择用于根据权利要求1的步骤a)的第二酶促处理步骤的第二酶系统是在用该酶系统处理根据权利要求31获得的已处理的聚合物原料,并将确定的单体构建块或寡聚构建块与未处理的聚合物原料分离之后,产生最高纯度的确定的单体构建块或寡聚构建块的酶系统。35.权利要求33或34的方法,其中任何后续的酶处理步骤以在用相应酶系统处理从之前的酶处理步骤获得的已处理的聚合物原料,并从已处理的聚合物原料分离确定的单体构建块或寡聚构建块后获得的确定的单体构建块或寡聚构建块的纯度不断减小的顺序进行。36.前述权利要求任一项的方法,其中待使用的酶系统和它们的使用顺序通过首先分析未处理的聚合物原料来确定。37.权利要求36的方法,其中,为了确定待使用的酶系统和它们的使用顺序,将不溶的未处理的聚合物原料a.首先在分开的酶促处理中用多种酶系统(混合物)例如表1中所列的每一个进行处理;b.对于各酶促处理,在将确定的单体构建块或寡聚构建块与未处理的聚合物原料分离后,对从未处理的聚合物原料释放的确定的单体构建块或寡聚构建块进行确定的单体构建块或寡聚构建块的纯度分析;c.选择产生最高纯度的酶系统用于根据权利要求1的步骤a)的第一酶促处理步骤;d.任选地用未处理或已处理的聚合物原料的残余物重复进行步骤a)至c)的顺序,以确定用于后续的酶促处理步骤的酶系统。38.权利要求36的方法,其中,为了确定待使用的酶系统和它们的使用顺序,将不溶的未处理的聚合物原料a.首先在分开的酶促处理中用多种酶系统(混合物)例如表1中所列的每一个进行处理,以确定在未处理的聚合物原料中提供最大质量比的单体构建块或寡聚构建块;b.在与未处理的聚合物原料分离后,对在未处理的聚合物原料中提供最大质量比的确定的单体构建块或寡聚构建块进行纯度分析;c.如果所测定的纯度是超过总固体含量的75重量%,优选超过90重量%,更优选超过95重量%,更优选超过99重量%由确定的单体构建块或寡聚构建块组成的,则选择该相应的酶系统用于根据权利要求1的步骤a)的第一酶促处理步骤;d.如果根据步骤b)测定的纯度低于根据步骤c)所需的纯度,则相应地,在与未处理的聚合物原料分离后,对在未处理的聚合物原料中提供次级的大质量比的确定的单体构建块或寡聚构建块进行纯度分析,直至纯度满足根据步骤c)的要求,并且选择该相应的酶系统用于根据权利要求1的步骤a)的第一酶促处理步骤;e.任选地,用未处理或已处理的聚合物原料的残余物重复进行步骤a)至d)的顺序以确定用于后续酶促处理步骤的酶系统。39.权利要求36的方法,其中,为了确定待使用的酶系统和它们的使用顺序,将未处理的聚合物原料a.首先在分开的酶促处理中用多种酶系统(混合物)例如表1中所列的每一个进行处理,以确定导致未处理的聚合物原料中包含的单体构建块或寡聚构建块的最高产量的酶促处理;b.选择产生纯度为超过总固体的75重量%,更优选超过90重量%,更优选超过95重量%,更优选超过99重量%的确定的单体产物或寡聚产物的那些酶促处理;c.在剩下的酶促处理当中,确定具有最高的单体产物或寡聚产物产量的处理;d.任选地用未处理或已处理的聚合物原料的残余物重复进行步骤a)至c)的顺序,以确定用于后续的酶促处理步骤的酶系统。40.权利要求1至32任一项的方法,其中用于酶促处理步骤的酶系统按照与根据权利要求36至39任一项可获得的顺序一致的顺序使用。41.权利要求36至40任一项的方法,其中酶系统包括或由从(未处理的)聚合物原料释放可溶的单体糖构建块或寡聚糖构建块的酶组成。全文摘要本发明涉及用于未处理的聚合物原料的酶处理的方法,该方法包括下列步骤a)优选将可溶性成分与未处理的聚合物原料分离,b)用酶系统处理未处理的聚合物原料以从不溶的未处理的聚合物原料释放确定的可溶的单体构建块或寡聚构建块;和c)将步骤b)中产生的确定的单体构建块或寡聚构建块与未处理的聚合物原料分离。优选,步骤b)中使用的酶系统包含不超过50%,优选不超过20%,更优选不超过10%,更优选不超过5%,更优选不超过2%,更优选不超过1%的除了导致根据步骤b)从未处理的聚合物原料释放所述确定的单体构建块或寡聚构建块的酶活性外的其他酶活性。本发明的另外方面涉及“不太纯的”从而更便宜的酶系统在后续的酶促处理步骤中的用途以及用于通过分析所使用的未处理的聚合物原料来确定酶处理步骤的最佳顺序的方法。文档编号C12N9/42GK101680010SQ200880013268公开日2010年3月24日申请日期2008年3月19日优先权日2007年3月19日发明者A·科尔特曼,M·拉尔巴赫,T·布吕克,U·凯特凌申请人:苏德-化学股份公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1